[要約] RFC 7476は、情報中心ネットワーキング（ICN）の基本的なシナリオについての要約です。ICNの目的は、コンテンツの名前に基づいてネットワークを設計し、効率的なデータ配信を実現することです。
Internet Research Task Force (IRTF) K. Pentikousis, Ed.
Request for Comments: 7476 EICT
Category: Informational B. Ohlman
ISSN: 2070-1721 Ericsson
D. Corujo
Universidade de Aveiro
G. Boggia
Politecnico di Bari
G. Tyson
Queen Mary, University of London
E. Davies
Trinity College Dublin
A. Molinaro
UNIRC
S. Eum
NICT
March 2015
Information-Centric Networking: Baseline Scenarios
情報中心のネットワーキング：ベースラインシナリオ
Abstract
概要
This document aims at establishing a common understanding about a set of scenarios that can be used as a base for the evaluation of different information-centric networking (ICN) approaches so that they can be tested and compared against each other while showcasing their own advantages. Towards this end, we review the ICN literature and document scenarios which have been considered in previous performance evaluation studies. We discuss a variety of aspects that an ICN solution can address. This includes general aspects, such as, network efficiency, reduced complexity, increased scalability and reliability, mobility support, multicast and caching performance, real-time communication efficiency, energy consumption frugality, and disruption and delay tolerance. We detail ICN-specific aspects as well, such as information security and trust, persistence, availability, provenance, and location independence.
このドキュメントは、さまざまな情報中心のネットワーキング（ICN）アプローチを評価するためのベースとして使用できる一連のシナリオについて共通の理解を確立することを目的としています。この目的に向けて、以前のパフォーマンス評価研究で検討されたICNの文献とドキュメントのシナリオを確認します。 ICNソリューションで対処できるさまざまな側面について説明します。これには、ネットワーク効率、複雑さの軽減、スケーラビリティと信頼性の向上、モビリティサポート、マルチキャストとキャッシングのパフォーマンス、リアルタイムの通信効率、エネルギー消費の非効率性、中断と遅延の許容度などの一般的な側面が含まれます。情報のセキュリティと信頼、永続性、可用性、来歴、場所の独立性など、ICN固有の側面についても詳しく説明します。
This document is a product of the IRTF Information-Centric Networking Research Group (ICNRG).
このドキュメントは、IRTF Information-Centric Networking Research Group（ICNRG）の製品です。
Status of This Memo
本文書の状態
This document is not an Internet Standards Track specification; it is published for informational purposes.
このドキュメントはInternet Standards Trackの仕様ではありません。情報提供を目的として公開されています。
This document is a product of the Internet Research Task Force (IRTF). The IRTF publishes the results of Internet-related research and development activities. These results might not be suitable for deployment. This RFC represents the consensus of the Information-Centric Networking Research Group of the Internet Research Task Force (IRTF). Documents approved for publication by the IRSG are not a candidate for any level of Internet Standard; see Section 2 of RFC 5741.
この文書は、Internet Research Task Force（IRTF）の製品です。 IRTFは、インターネット関連の研究開発活動の結果を公開しています。これらの結果は、展開に適さない可能性があります。このRFCは、インターネットリサーチタスクフォース（IRTF）の情報中心型ネットワーキングリサーチグループのコンセンサスを表しています。 IRSGによる公開が承認されたドキュメントは、どのレベルのインターネット標準の候補にもなりません。 RFC 5741のセクション2を参照してください。
Information about the current status of this document, any errata, and how to provide feedback on it may be obtained at http://www.rfc-editor.org/info/rfc7476.
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Table of Contents
目次
1. Introduction ....................................................3
1.1. Baseline Scenario Selection ................................4
1.2. Document Goals and Outline .................................5
2. Scenarios .......................................................6
2.1. Social Networking ..........................................6
2.2. Real-Time Communication ....................................7
2.3. Mobile Networking ..........................................9
2.4. Infrastructure Sharing ....................................11
2.5. Content Dissemination .....................................13
2.6. Vehicular Networking ......................................14
2.7. Delay- and Disruption-Tolerance ...........................17
2.7.1. Opportunistic Content Sharing ......................20
2.7.2. Emergency Support and Disaster Recovery ............21
2.8. Internet of Things ........................................22
2.9. Smart City ................................................25
3. Cross-Scenario Considerations ..................................27
3.1. Multiply Connected Nodes and Economics ....................27
3.2. Energy Efficiency .........................................31
3.3. Operation across Multiple Network Paradigms ...............33
4. Summary ........................................................34
5. Security Considerations ........................................35
6. Informative References .........................................36
Acknowledgments ...................................................44
Authors' Addresses ................................................44
Information-centric networking (ICN) marks a fundamental shift in communications and networking. In contrast with the omnipresent and very successful host-centric paradigm, which is based on perpetual connectivity and the end-to-end principle, ICN changes the focal point of the network architecture from the end host to "named information" (or content, or data). In this paradigm, connectivity may well be intermittent. End-host and in-network storage can be capitalized upon transparently, as bits in the network and on storage devices have exactly the same value. Mobility and multiaccess are the norm, and anycast, multicast, and broadcast are natively supported.
情報中心のネットワーキング（ICN）は、通信とネットワーキングの根本的な変化を示しています。 ICNは、永続的な接続性とエンドツーエンドの原則に基づく、遍在する非常に成功したホスト中心のパラダイムとは対照的に、ネットワークアーキテクチャの中心をエンドホストから「名前付き情報」（またはコンテンツ、またはデータ）。このパラダイムでは、接続が断続的になる可能性があります。エンドホストとネットワーク内のストレージは、ネットワーク内のビットとストレージデバイス上のビットの値がまったく同じであるため、透過的に利用できます。モビリティとマルチアクセスが標準であり、エニーキャスト、マルチキャスト、およびブロードキャストがネイティブでサポートされています。
It is also worth noting that with the transition from a host-centric to an information-centric communication model the security paradigm changes as well. In a host-centric network, the basic idea is to create secure (remote-access) tunnels to trusted providers of data. In an information-centric network, on the other hand, any source (cache) should be equally usable. This requires some mechanism for making each information item trustworthy by itself; this can be achieved, for example, by name-data integrity or by signing data objects.
また、ホスト中心のコミュニケーションモデルから情報中心のコミュニケーションモデルへの移行に伴い、セキュリティパラダイムも変化することにも注意してください。ホスト中心のネットワークでは、基本的な考え方は、信頼できるデータプロバイダーへの安全な（リモートアクセス）トンネルを作成することです。一方、情報中心のネットワークでは、どのソース（キャッシュ）も同様に使用できる必要があります。これには、各情報アイテムをそれ自体で信頼できるものにするための何らかのメカニズムが必要です。これは、たとえば、名前とデータの整合性によって、またはデータオブジェクトに署名することによって実現できます。
Although interest in ICN is growing rapidly, ongoing work on different architectures, such as NetInf [NetInf], the original Content-Centric Networking [CCN], and its successors, Project CCNx [CCNx] and Named Data Networking (NDN) [NDNP], the Publish-Subscribe Internet (PSI) architecture [PSI], and the Data-Oriented Network Architecture [DONA] is far from being completed. One could think of ICN today as being at a stage of development similar to that of packet-switched networking in the late 1970s when different technologies, e.g., DECnet, Internetwork Packet Exchange (IPX), and IP, just to name a few, were being actively developed and put to the test. As such, ICN's current development phase and the plethora of approaches to tackle the hardest problems make this a very active and growing research area, but, on the downside, it also makes it more difficult to compare different proposals on an equal footing. This document aims to partially address this by establishing a common understanding about potential experimental setups where different ICN approaches can be tested and compared against each other while showcasing their advantages.
ICNへの関心は急速に高まっていますが、NetInf [NetInf]、元のコンテンツ中心のネットワーキング[CCN]、およびその後継であるプロジェクトCCNx [CCNx]および名前付きデータネットワーキング（NDN）[NDNP]などのさまざまなアーキテクチャでの進行中の作業、Publish-Subscribe Internet（PSI）アーキテクチャー[PSI]、およびデータ指向ネットワークアーキテクチャー[DONA]は、完成にはほど遠いものです。今日のICNは、DECnet、インターネットワークパケットエクスチェンジ（IPX）、IPなどのさまざまなテクノロジー（ほんの数例を挙げると）があった1970年代後半のパケット交換ネットワーキングと同様の開発段階にあると考えることができます。積極的に開発され、テストされています。このように、ICNの現在の開発フェーズと最も困難な問題に取り組むための多くのアプローチにより、これは非常に活発で成長している研究分野ですが、マイナス面では、同等の立場で異なる提案を比較することもより困難になります。このドキュメントは、さまざまなICNアプローチをテストし、それぞれの利点を示しながら相互に比較できる可能性のある実験的なセットアップについて共通の理解を確立することによって、部分的にこれに対処することを目的としています。
The first draft version of this document appeared in November 2012. It was adopted by ICNRG at IETF 87 (July 2013) as the document to address the work item on the definition of "reference baseline scenarios to enable performance comparisons between different approaches". Earlier draft versions of this document have been presented during the ICNRG meetings at IETF 85, IETF 86, IETF 87, IETF 88, IETF 89, and the ICNRG interim meeting in Stockholm in February 2013. This document has been reviewed, commented, and discussed extensively for a period of nearly two years by the vast majority of ICNRG members, which certainly exceeds 100 individuals. It is the consensus of ICNRG that the baseline scenarios described in this document should be published in the IRTF Stream of the RFC series. This document does not constitute a standard.
このドキュメントの最初のドラフトバージョンは2012年11月に公開されました。これは、ICNRGがIETF 87（2013年7月）で、「異なるアプローチ間のパフォーマンス比較を可能にする基準ベースラインシナリオの参照」の定義に関する作業項目に取り組むためのドキュメントとして採用されました。この文書の以前のドラフトバージョンは、IETF 85、IETF 86、IETF 87、IETF 88、IETF 89でのICNRG会議、および2013年2月にストックホルムで開催されたICNRG中間会議で発表されました。この文書はレビュー、コメント、および議論されましたICNRGメンバーの圧倒的多数により、ほぼ2年間に渡って広範囲に渡り、これは確かに100人を超える。このドキュメントで説明されているベースラインシナリオをRFCシリーズのIRTFストリームで公開することは、ICNRGの合意です。この文書は標準を構成するものではありません。
Earlier surveys [SoA1] [SoA2] note that describing ICN architectures is akin to shooting a moving target. We find that comparing these different approaches is often even more tricky. It is not uncommon that researchers devise different performance evaluation scenarios, typically with good reason, in order to highlight the advantages of their approach. This should be expected to some degree at this early stage of ICN development. Nevertheless, this document shows that certain baseline scenarios seem to emerge in which ICN architectures could showcase their comparative advantages over current systems, in general, and against each other, in particular.
以前の調査[SoA1] [SoA2]は、ICNアーキテクチャを説明することは、移動するターゲットを撮影することに似ていることに注意してください。多くの場合、これらのさまざまなアプローチを比較することはさらに困難です。研究者がアプローチの利点を強調するために、通常は妥当な理由でさまざまなパフォーマンス評価シナリオを考案することは珍しくありません。これは、ICN開発のこの初期段階ではある程度予想されます。それにもかかわらず、このドキュメントは、ICNアーキテクチャが現在のシステムと比較して、特にお互いに対して、比較優位を示すことができる特定のベースラインシナリオが出現するように見えることを示しています。
This document surveys the peer-reviewed ICN literature and presents prominent evaluation study cases as a foundation for the baseline scenarios to be considered by the IRTF Information-Centric Networking Research Group (ICNRG) in its future work. There are two goals for this document: first, to provide a set of use cases and applications that highlight opportunities for testing different ICN proposals; second, to identify key attributes of a common set of techniques that can be instrumental in evaluating ICN. Further, these scenarios are intended to equip researchers with sufficient configuration data to effectively evaluate their ICN proposals in a variety of settings, particularly extending beyond scenarios focusing simply on traditional content delivery. The overall aim is that each scenario is described at a sufficient level of detail, and with adequate references to already published work, so that it can serve as the base for comparative evaluations of different approaches. Example code that implements some of the scenarios and topologies included in this document is available from <http://telematics.poliba.it/icn-baseline-scenarios>.
このドキュメントは、ピアレビューされたICN文献を調査し、IRTF情報中心ネットワーキング研究グループ（ICNRG）が将来の作業で検討するベースラインシナリオの基礎として、著名な評価研究事例を提示します。このドキュメントには2つの目標があります。1つ目は、さまざまなICN提案をテストする機会を強調する一連の使用例とアプリケーションを提供することです。次に、ICNの評価に役立つ可能性のある一般的な一連の手法の主要な属性を特定します。さらに、これらのシナリオは、さまざまな設定でICN提案を効果的に評価するのに十分な構成データを研究者に提供することを目的としています。特に、従来のコンテンツ配信にのみ焦点を当てたシナリオを超えています。全体的な目的は、各シナリオが十分に詳細なレベルで記述され、すでに公開されている作業を適切に参照して、さまざまなアプローチの比較評価のベースとして役立つことです。このドキュメントに含まれているシナリオとトポロジの一部を実装するサンプルコードは、<http://telematics.poliba.it/icn-baseline-scenarios>から入手できます。
This document incorporates input from ICNRG participants and their corresponding text contributions, has been reviewed by several ICNRG active participants (see Section 7), and represents the consensus of the research group. However, this document does not constitute an IETF standard, but is an Informational document; see also [RFC5743]. As mentioned above, these scenarios are intended to provide a framework for evaluating different ICN approaches. The methodology for how to do these evaluations as well as definitions of metrics that should be used are described in a separate document [EVAL-METHOD]. In addition, interested readers should consider reviewing [CHALLENGES].
この文書は、ICNRGの参加者からのインプットとそれに対応するテキストの貢献を組み込んでおり、いくつかのICNRGのアクティブな参加者によってレビューされており（セクション7を参照）、研究グループのコンセンサスを表しています。ただし、このドキュメントはIETF標準を構成するものではなく、情報ドキュメントです。 [RFC5743]も参照してください。上記のように、これらのシナリオは、さまざまなICNアプローチを評価するためのフレームワークを提供することを目的としています。これらの評価を行う方法の方法論、および使用する必要があるメトリックの定義は、別のドキュメント[EVAL-METHOD]で説明されています。さらに、興味のある読者は[CHALLENGES]を確認することを検討してください。
The remainder of this document presents a number of scenarios grouped into several categories in Section 2, followed by a number of cross-scenario considerations in Section 3. Overall, note that certain evaluation scenarios span across these categories, so the boundaries between them should not be considered rigid and inflexible. Section 4 summarizes the main evaluation aspects across the range of scenarios discussed in this document.
このドキュメントの残りの部分では、セクション2でいくつかのカテゴリにグループ化されたいくつかのシナリオを示し、その後セクション3でいくつかのクロスシナリオの考慮事項を示します。全体として、特定の評価シナリオはこれらのカテゴリにまたがるので、それらの境界は堅固で柔軟性がないと見なされます。セクション4では、このドキュメントで説明されているさまざまなシナリオにわたる主な評価の側面をまとめています。
This section presents nine scenario categories based on use cases and evaluations that have appeared in the peer-reviewed literature.
このセクションでは、査読済みの文献に掲載されているユースケースと評価に基づく9つのシナリオカテゴリを示します。
Social-networking applications have proliferated over the past decade based on overlay content dissemination systems that require large infrastructure investments to roll out and maintain. Content dissemination is at the heart of the ICN paradigm. Therefore, we would expect that social-networking scenarios are a "natural fit" for comparing ICN performance with traditional client-server TCP/IP-based systems. Mathieu et al. [ICN-SN], for instance, illustrate how an Internet Service Provider (ISP) can capitalize on CCN to deploy a short-message service akin to Twitter at a fraction of the complexity of today's systems. Their key observation is that such a service can be seen as a combination of multicast delivery and caching. That is, a single user addresses a large number of recipients, some of which receive the new message immediately as they are online at that instant, while others receive the message whenever they connect to the network.
ソーシャルネットワーキングアプリケーションは、ロールアウトして維持するために大規模なインフラストラクチャへの投資を必要とするオーバーレイコンテンツ配布システムに基づいて、過去10年間で急増しました。コンテンツの普及は、ICNパラダイムの中心にあります。したがって、ソーシャルネットワーキングのシナリオは、ICNパフォーマンスを従来のクライアント/サーバーTCP / IPベースのシステムと比較するための「自然な適合」であると予想されます。マシュー他たとえば、[ICN-SN]は、インターネットサービスプロバイダー（ISP）がCCNを活用して、今日のシステムのほんの一部の複雑さでTwitterに似たショートメッセージサービスを展開する方法を示しています。彼らの重要な観察は、そのようなサービスはマルチキャスト配信とキャッシングの組み合わせとして見ることができるということです。つまり、1人のユーザーが多数の受信者のアドレスを指定し、その一部はオンラインになるとすぐに新しいメッセージを受信し、他のユーザーはネットワークに接続するたびにメッセージを受信します。
Along similar lines, Kim et al. [VPC] present an ICN-based social-networking platform in which a user shares content with her/his family and friends without the need for centralized content servers; see also Section 2.4, below, and [CBIS]. Based on the CCN naming scheme, [VPC] takes a user name to represent a set of devices that belong to the person. Other users in this in-network, serverless social sharing scenario can access the user's content not via a device name/address but with the user's name. In [VPC], signature verification does not require any centralized authentication server. Kim and Lee [VPC2] present a proof-of-concept evaluation in which users with ordinary smartphones can browse a list of members or content using a name, and download the content selected from the list.
同様の線に沿って、キム等。 [VPC]ユーザーが一元化されたコンテンツサーバーを必要とせずに、家族や友人とコンテンツを共有するICNベースのソーシャルネットワーキングプラットフォームを提示します。以下のセクション2.4と[CBIS]も参照してください。 CCN命名スキームに基づいて、[VPC]はユーザー名を取得して、その人物に属する一連のデバイスを表します。このネットワーク内のサーバーレスソーシャル共有シナリオの他のユーザーは、デバイス名/アドレスではなくユーザー名を使用してユーザーのコンテンツにアクセスできます。 [VPC]では、署名の検証に集中型認証サーバーは必要ありません。 Kim and Lee [VPC2]は、一般的なスマートフォンを使用しているユーザーがメンバーのリストまたはコンテンツを名前で参照し、リストから選択したコンテンツをダウンロードできる概念実証評価を提示します。
In other words, the above-mentioned evaluation studies indicate that with ICN there may be no need for an end-to-end system design that intermediates between content providers and consumers in a hub-and-spoke fashion at all times.
つまり、上記の評価調査では、ICNを使用すると、コンテンツプロバイダーとコンシューマーの間を常にハブアンドスポーク方式で仲介するエンドツーエンドのシステム設計が不要になる可能性があることが示されています。
Earlier work by Arianfar et al. [CCR] considers a similar pull-based content retrieval scenario using a different architecture, pointing to significant performance advantages. Although the authors consider a network topology (redrawn in Figure 1 for convenience) that has certain interesting characteristics, they do not explicitly address social networking in their evaluation scenario. Nonetheless, similarities are easy to spot: "followers" (such as C0, C1, ..., and Cz in Figure 1) obtain content put "on the network" (I1, ..., Im, and B1, B2) by a single user (e.g., Px) relying solely on network primitives.
アリアンファーらによる以前の作品。 [CCR]は、異なるアーキテクチャを使用する同様のプルベースのコンテンツ取得シナリオを検討し、パフォーマンス上の大きな利点を示しています。著者は、特定の興味深い特性を備えたネットワークトポロジ（便宜上図1に再描画）を検討していますが、評価シナリオではソーシャルネットワーキングに明示的に対処していません。それでも、類似点は簡単に特定できます。「フォロワー」（図1のC0、C1、...、Czなど）は、「ネットワーク上」に置かれたコンテンツ（I1、...、Im、およびB1、B2）を取得します。ネットワークプリミティブのみに依存する単一のユーザー（Pxなど）による。
\--/
|C0|
/--\ +--+ +--+ +--+ +--+
*=== |I0| === |I1| ... |In| |P0|
\--/ +--+ +--+ +--+ +--+
|C1| \ / o
/--\ +--+ +--+ o
o |B1| === |B2| o
o o o o o +--+ +--+ o
o / \ o
o +--+ +--+ +--+ +--+
o *=== |Ik| === |Il| ... |Im| |Px|
\--/ +--+ +--+ +--+ +--+
|Cz|
/--\
Figure 1. Dumbbell with Linear Daisy Chains
図1.線形デイジーチェーンのダンベル
In summary, the social-networking scenario aims to exercise each ICN architecture in terms of network efficiency, multicast support, caching performance and its reliance on centralized mechanisms (or lack thereof).
要約すると、ソーシャルネットワーキングシナリオは、ネットワーク効率、マルチキャストサポート、キャッシングパフォーマンス、および集中型メカニズムへの依存（またはその欠如）に関して、各ICNアーキテクチャを実行することを目的としています。
Real-time audio and video (A/V) communications include an array of services ranging from one-to-one voice calls to multiparty multimedia conferences with support ranging from whiteboards to augmented reality. Real-time communications have been studied and deployed in the context of packet- and circuit-switched networks for decades. The stringent Quality of Service (QoS) requirements that this type of communication imposes on network infrastructure are well known. Since one could argue that network primitives that are excellent for information dissemination are not well-suited for conversational services, ICN evaluation studies should consider real-time communication scenarios in detail.
リアルタイムのオーディオおよびビデオ（A / V）通信には、1対1の音声通話から、マルチボードマルチメディア会議まで、ホワイトボードから拡張現実までの幅広いサービスが含まれます。リアルタイム通信は、パケットおよび回線交換ネットワークのコンテキストで何十年もの間研究され、展開されてきました。このタイプの通信がネットワークインフラストラクチャに課す厳しいサービス品質（QoS）要件はよく知られています。情報発信に優れたネットワークプリミティブは会話型サービスにはあまり適していないと主張できるため、ICN評価研究では、リアルタイムの通信シナリオを詳細に検討する必要があります。
Notably, Jacobson et al. [VoCCN] presented an early evaluation where the performance of a VoIP (Voice over IP) call using an information-centric approach was compared with that of an off-the-shelf VoIP implementation using RTP/UDP. The results indicated that despite the extra cost of adding security support in the ICN approach, performance was virtually identical in the two cases evaluated in their testbed. However, the experimental setup presented is quite rudimentary, while the evaluation considered a single voice call only. Xuan and Yan [NDNpb] revisit the same scenario but are primarily interested in reducing the overhead that may arise in one-to-one communication employing an ICN architecture. Both studies illustrate that quality telephony services are feasible with at least one ICN approach. That said, future ICN evaluations should employ standardized call arrival patterns, for example, following well-established methodologies from the QoS and QoE (Quality of Experience) evaluation toolbox and would need to consider more comprehensive metrics.
特に、Jacobson et al。 [VoCCN]は、情報中心のアプローチを使用したVoIP（Voice over IP）コールのパフォーマンスを、RTP / UDPを使用した市販のVoIP実装のパフォーマンスと比較した初期の評価を発表しました。結果は、ICNアプローチにセキュリティサポートを追加する追加のコストにもかかわらず、テストベッドで評価された2つのケースでパフォーマンスが実質的に同じであることを示しました。ただし、提示された実験的なセットアップは非常に初歩的なものであり、評価では単一の音声通話のみが考慮されました。 XuanとYan [NDNpb]は同じシナリオを再検討していますが、主に、ICNアーキテクチャを使用する1対1の通信で発生する可能性のあるオーバーヘッドを削減することに関心があります。どちらの調査でも、少なくとも1つのICNアプローチで高品質のテレフォニーサービスが実現可能であることを示しています。とは言っても、将来のICN評価では、QoSおよびQoE（Quality of Experience）評価ツールボックスから確立された方法論に従うなど、標準化された着信パターンを使用する必要があり、より包括的なメトリックを考慮する必要があります。
Given the widespread deployment of real-time A/V communications, an evaluation of an ICN system should demonstrate capabilities beyond feasibility. For example, with respect to multimedia conferencing, Zhu et al. [ACT] describe the design of a distributed audio conference tool based on NDN. Their system includes ICN-based conference discovery, speaker discovery, and voice data distribution. The reported evaluation results point to gains in scalability and security. Moreover, Chen et al. [G-COPSS] explore the feasibility of implementing a Massively Multiplayer Online Role-Playing Game (MMORPG) based on CCNx code and show that stringent temporal requirements can be met, while scalability is significantly improved when compared to a host-centric (IP-based) client-server system. This type of work points to benefits for both the data and control path of a modern network infrastructure.
リアルタイムのA / V通信の広範な展開を考えると、ICNシステムの評価は実現可能性を超えた機能を実証する必要があります。例えば、マルチメディア会議に関して、Zhu et al。 [ACT] NDNに基づく分散型音声会議ツールの設計について説明します。彼らのシステムには、ICNベースの会議ディスカバリー、スピーカーディスカバリー、および音声データ配信が含まれています。報告された評価結果は、スケーラビリティとセキュリティの向上を示しています。さらに、陳等。 [G-COPSS] CCNxコードに基づく大規模マルチプレーヤー型オンラインロールプレイングゲーム（MMORPG）の実装の実現可能性を調査し、ホスト中心の（IP-ベース）クライアントサーバーシステム。このタイプの作業は、最新のネットワークインフラストラクチャのデータパスと制御パスの両方にメリットがあることを示しています。
Real-time communication also brings up the issue of named data granularity for dynamically generated content. In many cases, A/V data is generated in real-time and is distributed immediately. One possibility is to apply a single name to the entire content, but this could result in significant distribution delays. Alternatively, distributing A/V content in smaller "chunks" that are named individually may be a better option with respect to real-time distribution but raises naming scalability concerns.
リアルタイム通信は、動的に生成されたコンテンツの名前付きデータの細分性の問題も引き起こします。多くの場合、A / Vデータはリアルタイムで生成され、すぐに配信されます。 1つの可能性は、コンテンツ全体に単一の名前を適用することですが、これにより、配信が大幅に遅延する可能性があります。または、個別に名前が付けられた小さな「チャンク」でA / Vコンテンツを配信することは、リアルタイム配信に関してはより良いオプションですが、名前のスケーラビリティの問題が発生します。
We observe that, all in all, the ICN research community has hitherto only scratched the surface of illustrating the benefits of adopting an information-centric approach as opposed to a host-centric one, and thus more work is recommended in this direction. Scenarios in this category should illustrate not only feasibility but reduced complexity, increased scalability, reliability, and capacity to meet stringent QoS/QoE requirements when compared to established host-centric solutions. Accordingly, the primary aim of this scenario is to exercise each ICN architecture in terms of its ability to satisfy real-time QoS requirements and provide improved user experience.
全体として、ICNの研究コミュニティはこれまで、ホスト中心のアプローチではなく情報中心のアプローチを採用することの利点を示すほんの一部にすぎず、したがって、この方向でより多くの作業を推奨することがわかりました。このカテゴリのシナリオは、確立されたホスト中心のソリューションと比較して、実現可能性だけでなく、複雑さの軽減、スケーラビリティ、信頼性、および厳しいQoS / QoE要件を満たす容量を示す必要があります。したがって、このシナリオの主な目的は、リアルタイムのQoS要件を満たし、ユーザーエクスペリエンスを向上させる能力に関して、各ICNアーキテクチャを実行することです。
IP mobility management relies on anchors to provide ubiquitous connectivity to end-hosts as well as moving networks [MMIN]. This is a natural choice for a host-centric paradigm that requires end-to-end connectivity and a continuous network presence for hosts [SCES]. An implicit assumption in host-centric mobility management is therefore that the mobile node aims to connect to a particular peer, as well as to maintain global reachability and service continuity [EEMN]. However, with ICN, new ideas about mobility management should come to the fore, capitalizing on the different nature of the paradigm, such as native support for multihoming, abstraction of network addresses from applications, less dependence on connection-oriented sessions, and so on [MOBSURV].
IPモビリティ管理はアンカーに依存して、エンドホストと移動ネットワークにユビキタス接続を提供します[MMIN]。これは、エンドツーエンドの接続とホストの継続的なネットワークプレゼンスを必要とするホスト中心のパラダイムにとって自然な選択です[SCES]。したがって、ホスト中心のモビリティ管理における暗黙の前提は、モバイルノードが特定のピアに接続すること、およびグローバルな到達可能性とサービス継続性を維持することを目的としていることです[EEMN]。ただし、ICNでは、マルチホーミングのネイティブサポート、アプリケーションからのネットワークアドレスの抽象化、接続指向のセッションへの依存度の低下など、パラダイムの異なる性質を利用して、モビリティ管理に関する新しいアイデアを前面に出す必要があります。 [MOBSURV]。
Dannewitz et al. [N-Scen] illustrate a scenario where a multiaccess end-host can retrieve email securely using a combination of cellular and Wireless Local Area Network (WLAN) connectivity. This scenario borrows elements from previous work, e.g., [DTI], and develops them further with respect to multiaccess. Unfortunately, Dannewitz et al. [N-Scen] do not present any results demonstrating that an ICN approach is, indeed, better. That said, the scenario is interesting as it considers content specific to a single user (i.e., her mailbox) and does point to reduced complexity. It is also compatible with recent work in the Distributed Mobility Management (DMM) Working Group within the IETF. Finally, Xylomenos et al. [PSIMob] as well as Pentikousis [EEMN] argue that an information-centric architecture can avoid the complexity of having to manage tunnels to maintain end-to-end connectivity as is the case with mobile anchor-based protocols such as Mobile IP (and its variants). Similar considerations hold for a vehicular (networking) environment, as we discuss in Section 2.6.
Dannewitz et al。 [N-Scen]は、マルチアクセスエンドホストがセルラー接続とワイヤレスローカルエリアネットワーク（WLAN）接続の組み合わせを使用して安全に電子メールを取得できるシナリオを示しています。このシナリオでは、[DTI]などの以前の作業から要素を借用し、マルチアクセスに関してそれらをさらに開発します。残念ながら、Dannewitzら。 [N-Scen]は、ICNアプローチが実際に優れていることを示す結果を提示していません。とはいえ、このシナリオは1人のユーザー（つまり、メールボックス）に固有のコンテンツを考慮し、複雑さが軽減されていることを示しているため、興味深いものです。また、IETF内の分散モビリティ管理（DMM）ワーキンググループでの最近の作業とも互換性があります。最後に、Xylomenos et al。 [PSIMob]とPentikousis [EEMN]は、モバイルIPなどのモバイルアンカーベースのプロトコルの場合と同様に、情報中心のアーキテクチャにより、トンネルを管理してエンドツーエンドの接続を維持する複雑さを回避できると主張しています。そのバリアント）。セクション2.6で説明するように、同様の考慮事項が車両（ネットワーク）環境にも当てはまります。
Overall, mobile networking scenarios have not been developed in detail, let alone evaluated at a large scale. Further, the majority of scenarios discussed so far have related to the mobility of the information consumer, rather than the source. We expect that in the coming period more papers will address this topic. Earlier work [mNetInf] argues that for mobile and multiaccess networking scenarios we need to go beyond the current mobility management mechanisms in order to capitalize on the core ICN features. They present a testbed setup (redrawn in Figure 2) that can serve as the basis for other ICN evaluations. In this scenario, node "C0" has multiple network interfaces that can access local domains N0 and N1 simultaneously, allowing C0 to retrieve objects from whichever server (I2 or I3) can supply them without necessarily needing to access the servers in the core network "C" (P1 and P2). Lindgren [HybICN] explores this
全体として、モバイルネットワーキングのシナリオは詳細に開発されておらず、大規模に評価されていません。さらに、これまでに説明したシナリオの大部分は、情報源ではなく情報消費者の機動性に関連しています。今後の期間で、このトピックを取り上げる論文が増えることを期待しています。以前の研究[mNetInf]は、モバイルおよびマルチアクセスネットワーキングシナリオでは、コアのICN機能を活用するために、現在のモビリティ管理メカニズムを超える必要があると主張しています。それらは、他のICN評価の基礎として役立つテストベッドのセットアップ（図2に再描画）を示しています。このシナリオでは、ノード「C0」には複数のネットワークインターフェイスがあり、ローカルドメインN0とN1に同時にアクセスできるため、C0はコアネットワーク内のサーバーにアクセスする必要なく、サーバー（I2またはI3）がオブジェクトを提供できる任意のサーバーからオブジェクトを取得できます。 C "（P1およびP2）。リンドグレン[HybICN]はこれを探索します
scenario further for an urban setting. He uses simulation and reports sizable gains in terms of reduction of object retrieval times and core network capacity use.
都市設定のためのシナリオ。彼はシミュレーションを使用して、オブジェクト検索時間の削減とコアネットワーク容量の使用に関してかなりの向上を報告しています。
+------------+ +-----------+
| Network N0 | | Network C |
| | | |
| +--+ | ==== | +--+ |
| |I2| | | |P1| |
| +--+ | | +--+ |
| \--/ | | |
+-----|C0|---+ | |
| /--\ | | |
| +--+ | | |
| |I3| | | +--+ |
| +--+ | ==== | |P2| |
| | | +--+ |
| Network N1 | | |
+------------+ +-----------+
Figure 2. Overlapping Wireless Multiaccess
図2.重複するワイヤレスマルチアクセス
The benefits from capitalizing on the broadcast nature of wireless access technologies has yet to be explored to its full potential in the ICN literature, including quantifying possible gains in terms of energy efficiency [E-CHANET]. Obviously, ICN architectures must avoid broadcast storms. Early work in this area considers distributed packet suppression techniques that exploit delayed transmissions and overhearing; examples can be found in [MobiA] and [CCNMANET] for ICN-based mobile ad-hoc networks (MANETs), and in [RTIND] and [CCNVANET] for vehicular scenarios.
ワイヤレスアクセステクノロジーのブロードキャストの性質を利用することによる利点は、エネルギー効率の観点から可能なゲインの定量化を含むICN文献でその潜在能力を最大限に引き出すにはまだ検討されていません[E-CHANET]。明らかに、ICNアーキテクチャはブロードキャストストームを回避する必要があります。この分野の初期の研究では、遅延した送信と傍受を悪用する分散パケット抑制技術を検討しています。例は、ICNベースのモバイルアドホックネットワーク（MANET）の場合は[MobiA]および[CCNMANET]、車両シナリオの場合は[RTIND]および[CCNVANET]にあります。
One would expect that mobile networking scenarios will be naturally coupled with those discussed in the previous sections, as more users access social-networking and multimedia applications through mobile devices. Further, the constraints of real-time A/V applications create interesting challenges in handling mobility, particularly in terms of maintaining service continuity. This scenario therefore spans across most of the others considered in this document with the likely need for some level of integration, particularly considering the well-documented increases in mobile traffic. Mobility is further considered in Section 2.7 and the economic consequences of nodes having multiple network interfaces is explored in Section 3.1.
モバイルデバイスを介してソーシャルネットワーキングやマルチメディアアプリケーションにアクセスするユーザーが増えるにつれて、モバイルネットワーキングシナリオは前のセクションで説明したシナリオと自然に結びつくと予想されます。さらに、リアルタイムA / Vアプリケーションの制約により、特にサービスの継続性の維持に関して、モビリティの処理に興味深い課題が生じます。したがって、このシナリオは、このドキュメントで検討されている他のほとんどのシナリオに及び、特に文書化されたモバイルトラフィックの増加を考慮すると、ある程度の統合が必要になる可能性があります。モビリティはセクション2.7でさらに検討され、複数のネットワークインターフェイスを持つノードの経済的影響はセクション3.1で検討されます。
Host-centric mobility management has traditionally used a range of metrics for evaluating performance on a per-node and network-wide level. The first metric that comes to mind is handover latency, defined in [RFC5568] as the "period during which the mobile node is unable to send or receive packets". This metric should be considered in ICN performance evaluation studies dealing with mobility. Note that, in IP-based networks, handover latency has been addressed by the introduction of mobility management protocols that aim to hide node mobility from the correspondent node, and often follow a make-before-break approach in order to ensure seamless connectivity and minimize (or eliminate altogether) handover latency. The "always-on" and "always best connected" [ABC] paradigms have guided mobility management research and standardization for a good decade or so. One can argue that such mechanisms are not particularly suited for ICN. That said, there has been a lot of interest recently in distributed mobility management schemes (see [MMIN] for a summary), where mobility management support is not "always on" by default. Such schemes may be more suitable for ICN. As a general recommendation, ICN designs should aim to minimize handover latency so that the end-user and service QoE is not affected adversely.
ホスト中心のモビリティ管理では、従来、ノードごとおよびネットワーク全体のレベルでパフォーマンスを評価するために、さまざまなメトリックが使用されてきました。最初に思い浮かぶのは、[RFC5568]で「モバイルノードがパケットを送受信できない期間」として定義されている、ハンドオーバーのレイテンシです。このメトリックは、モビリティを扱うICNパフォーマンス評価研究で検討する必要があります。 IPベースのネットワークでは、通信レイテンシは、ノードのモビリティをコレスポンデントノードから隠すことを目的としたモビリティ管理プロトコルの導入によって対処されており、シームレスな接続を確保して最小化するために、make-before-breakアプローチに従うことが多いことに注意してください。 （または完全に排除する）ハンドオーバー待ち時間。 「常時接続」と「常時接続」[ABC]のパラダイムは、モビリティ管理の研究と標準化を10年ほどにわたって導いてきました。そのようなメカニズムはICNに特に適していないと主張することができます。とはいえ、最近、モビリティ管理サポートがデフォルトで「常時オン」になっていない分散モビリティ管理スキーム（要約については[MMIN]を参照）に多くの関心が寄せられています。このようなスキームは、ICNに適しています。一般的な推奨事項として、ICN設計は、エンドユーザーとサービスのQoEに悪影響が及ばないように、ハンドオーバーのレイテンシを最小限に抑えることを目的とする必要があります。
Network overhead, such as the amount of signaling necessary to minimize handover latency, is also a metric that should be considered when studying ICN mobility management. In the past, network overhead has been seen as one of the main factors hindering the deployment of various mobility solutions. In IP-based networks, network overhead includes, but is not limited to, tunneling overhead, in-band control protocol overhead, mobile terminal and network equipment state maintenance and update. ICN designs and evaluation studies should clearly identify the network overhead associated with handling mobility. Alongside network overhead, deployment complexity should also be studied.
ハンドオーバーレイテンシを最小限に抑えるために必要なシグナリングの量などのネットワークオーバーヘッドも、ICNモビリティ管理を検討する際に考慮すべきメトリックです。これまで、ネットワークオーバーヘッドは、さまざまなモビリティソリューションの展開を妨げる主な要因の1つと考えられてきました。 IPベースのネットワークでは、ネットワークオーバーヘッドには、トンネリングオーバーヘッド、インバンド制御プロトコルオーバーヘッド、モバイル端末とネットワーク機器の状態のメンテナンスと更新が含まれますが、これらに限定されません。 ICNの設計と評価の調査では、モビリティの処理に関連するネットワークオーバーヘッドを明確に特定する必要があります。ネットワークのオーバーヘッドに加えて、展開の複雑さも調査する必要があります。
To summarize, mobile networking scenarios should aim to provide service continuity for those applications that require it, decrease complexity and control signaling for the network infrastructure, as well as increase wireless capacity utilization by taking advantage of the broadcast nature of the medium. Beyond this, mobile networking scenarios should form a cross-scenario platform that can highlight how other scenarios can still maintain their respective performance metrics during periods of high mobility.
要約すると、モバイルネットワーキングのシナリオは、メディアのブロードキャストの性質を利用してワイヤレスキャパシティの利用率を高めるだけでなく、サービス継続性を必要とするアプリケーションにサービス継続性を提供し、ネットワークインフラストラクチャの複雑さを減らし、シグナリングを制御することを目的としています。これを超えて、モバイルネットワーキングシナリオは、他のシナリオがモビリティの高い期間中にそれぞれのパフォーマンスメトリックを維持する方法を強調できるクロスシナリオプラットフォームを形成する必要があります。
A key idea in ICN is that the network should secure information objects per se, not the communications channel that they are delivered over. This means that hosts attached to an information-centric network can share resources on an unprecedented scale, especially when compared to what is possible in an IP network. All devices with network access and storage capacity can contribute their resources thereby increasing the value of an information-centric network, although compensation schemes motivating users to contribute resources remain a research challenge primarily from a business perspective.
ICNの重要なアイデアは、ネットワークは情報オブジェクト自体を保護する必要があることであり、それらが配信される通信チャネルではないということです。つまり、情報中心のネットワークに接続されたホストは、特にIPネットワークで可能なものと比較すると、前例のない規模でリソースを共有できます。ネットワークアクセスとストレージ容量を備えたすべてのデバイスがリソースに貢献できるため、情報中心のネットワークの価値が高まりますが、ユーザーがリソースを提供するよう動機づける報酬スキームは、主にビジネスの観点からの研究課題のままです。
For example, Jacobson et al. [CBIS] argue that in ICN the "where and how" of obtaining information are new degrees of freedom. They illustrate this with a scenario involving a photo-sharing application that takes advantage of whichever access network connectivity is available at the moment (WLAN, Bluetooth, and even SMS) without requiring a centralized infrastructure to synchronize between numerous devices. It is important to highlight that since the focus of communication changes, keep-alives in this scenario are simply unnecessary, as devices participating in the testbed network contribute resources in order to maintain user content consistency, not link state information as is the case in the host-centric paradigm. This means that the notion of "infrastructure" may be completely different in the future.
例えば、ジェイコブソン等。 [CBIS] ICNでは、情報を取得する「場所と方法」は新しい自由度であると主張しています。彼らは、多数のデバイス間で同期する集中型インフラストラクチャを必要とせずに、現時点で利用可能なアクセスネットワーク接続（WLAN、Bluetooth、さらにはSMS）を利用する写真共有アプリケーションを含むシナリオでこれを説明します。テストベッドネットワークに参加しているデバイスは、ユーザーのコンテンツの整合性を維持するためにリソースを提供するため、このシナリオのようにリンク状態情報ではなく、通信の焦点が変わるため、このシナリオでのキープアライブは不要であることを強調することが重要です。ホスト中心のパラダイム。これは、「インフラストラクチャ」の概念が将来完全に異なる可能性があることを意味します。
Muscariello et al. [SHARE], for instance, presented early work on an analytical framework that attempts to capture the storage/bandwidth tradeoffs that ICN enables and can be used as the foundation for a network planning tool. In addition, Chai et al. [CL4M] explore the benefits of ubiquitous caching throughout an information-centric network and argue that "caching less can actually achieve more." These papers also sit alongside a variety of other studies that look at various scenarios such as caching HTTP-like traffic [CCNCT] and BitTorrent-like traffic [BTCACHE]. We observe that much more work is needed in order to understand how to make optimal use of all resources available in an information-centric network. In real-world deployments, policy and commercial considerations are also likely to affect the use of particular resources, and more work is expected in this direction as well.
ムスカリエロ他たとえば、[共有]は、ICNが可能にし、ネットワーク計画ツールの基盤として使用できるストレージ/帯域幅のトレードオフを捉えようとする分析フレームワークに関する初期の研究を発表しました。さらに、チャイら。 [CL4M]情報中心のネットワーク全体でユビキタスキャッシングの利点を調査し、「少ないキャッシングで実際に多くを達成できる」と主張します。これらのペーパーは、HTTPのようなトラフィック[CCNCT]やBitTorrentのようなトラフィック[BTCACHE]のキャッシングなど、さまざまなシナリオを検討する他のさまざまな調査とも並んでいます。情報中心のネットワークで利用可能なすべてのリソースを最適に利用する方法を理解するには、さらに多くの作業が必要であることがわかります。実際の展開では、ポリシーと商業上の考慮事項も特定のリソースの使用に影響を与える可能性が高く、この方向にもさらに作業が予想されます。
In conclusion, scenarios in this category would cover the communication-computation-storage tradeoffs that an ICN deployment must consider. This would exercise features relating to network planning, perhaps capitalizing on user-provided resources, as well as operational and economical aspects of ICN, and contrast them with other approaches. An obvious baseline to compare against in this regard is existing federations of IP-based Content Distribution Networks (CDNs), such as the ones discussed in the IETF Content Delivery Networks Interconnection Working Group.
結論として、このカテゴリのシナリオは、ICN展開で考慮する必要のある通信と計算のストレージのトレードオフをカバーします。これにより、ネットワーク計画に関連する機能が実行され、ユーザー提供のリソースやICNの運用面および経済面が活用される可能性があり、他のアプローチとは対照的です。この点に関して比較すべき明らかなベースラインは、IETFコンテンツ配信ネットワーク相互接続ワーキンググループで議論されているものなど、IPベースのコンテンツ配信ネットワーク（CDN）の既存のフェデレーションです。
Content dissemination has attracted more attention than other aspects of ICN. Scenarios in this category abound in the literature, including stored and streaming A/V distribution, file distribution, mirroring and bulk transfers, versioned content services (cf. Subversion-type revision control), as well as traffic aggregation.
コンテンツの普及は、ICNの他の側面よりも注目を集めています。このカテゴリのシナリオは、保存およびストリーミングのA / V配信、ファイル配信、ミラーリングとバルク転送、バージョン管理されたコンテンツサービス（Subversionタイプのリビジョン管理を参照）、およびトラフィック集約を含む、文献に豊富にあります。
Decentralized content dissemination with on-the-fly aggregation of information sources was envisaged in [N-Scen], where information objects can be dynamically assembled based on hierarchically structured subcomponents. For example, a video stream could be associated with different audio streams and subtitle sets, which can all be obtained from different sources. Using the topology depicted in Figure 1 as an example, an application at C1 may end up obtaining, say, the video content from I1, but the user-selected subtitles from Px. Semantics and content negotiation, on behalf of the user, were also considered, e.g., for the case of popular tunes that may be available in different encoding formats. Effectively, this scenario has the information consumer issuing independent requests for content based on information identifiers, and stitching the pieces together irrespective of "where" or "how" they were obtained.
[N-Scen]では、情報ソースをオンザフライで集約する分散型コンテンツ配布が想定されており、階層構造のサブコンポーネントに基づいて情報オブジェクトを動的に組み立てることができます。たとえば、ビデオストリームは、さまざまなソースから取得できるさまざまなオーディオストリームと字幕セットに関連付けることができます。図1に示したトポロジを例として使用すると、C1のアプリケーションは、たとえばI1からビデオコンテンツを取得することになりますが、ユーザーが選択した字幕はPxから取得します。ユーザーに代わって、セマンティクスとコンテンツネゴシエーションも検討されました。たとえば、さまざまなエンコーディング形式で利用できる人気のある曲の場合などです。事実上、このシナリオでは、情報消費者が情報識別子に基づいてコンテンツの独立した要求を発行し、それらが「どこで」または「どのように」取得されたかに関係なく、断片をつなぎ合わせます。
A case in point for content dissemination are vehicular ad hoc networks (VANETs), as an ICN approach may address their needs for information dissemination between vehicles better than today's solutions, as discussed in the following section. The critical part of information dissemination in a VANET scenario revolves around "where" and "when". For instance, one may be interested in traffic conditions 2 km ahead while having no interest in similar information about the area around the path origin. VANET scenarios may provide fertile ground for showcasing the ICN advantage with respect to content dissemination especially when compared with current host-centric approaches. That said, information integrity and filtering are challenges that must be addressed. As mentioned above, content dissemination scenarios in VANETs have a particular affinity to the mobility scenarios discussed in Section 2.3.
次のセクションで説明するように、ICNアプローチは、今日のソリューションよりも優れた、車両間の情報配布のニーズに対応できるため、コンテンツ配布の代表的な例が車両アドホックネットワーク（VANET）です。 VANETシナリオでの情報発信の重要な部分は、「どこ」と「いつ」を中心に展開します。たとえば、2 km先の交通状況に関心があり、経路の起点周辺のエリアに関する同様の情報には関心がない場合があります。 VANETシナリオは、特に現在のホスト中心のアプローチと比較すると、コンテンツの普及に関するICNの利点を示すための肥沃な土台を提供する可能性があります。とはいえ、情報の整合性とフィルタリングは対処しなければならない課題です。上記のように、VANETのコンテンツ配布シナリオは、セクション2.3で説明したモビリティシナリオに特に親和性があります。
Content dissemination scenarios, in general, have a large overlap with those described in the previous sections and are explored in several papers, such as [DONA], [PSI], [PSIMob], [NetInf], [CCN], [CBIS], and [CCR], just to name a few. In addition, Chai et al. [CURLING] present a hop-by-hop hierarchical content resolution approach that employs receiver-driven multicast over multiple domains, advocating another content dissemination approach. Yet, largely, work in this area did not address the issue of access authorization in detail. Often, the distributed content is mostly assumed to be freely accessible by any consumer. Distribution of paid-for or otherwise restricted content on a public ICN network requires more attention in the future. Fotiou et al. [ACDICN] consider a scheme to this effect, but it still requires access to an authorization server to verify the user's status after the (encrypted) content has been obtained. This may effectively negate the advantage of obtaining the content from any node, especially in a disruption-prone or mobile network.
コンテンツの普及シナリオは、一般に、前のセクションで説明したシナリオと大きく重複しており、[DONA]、[PSI]、[PSIMob]、[NetInf]、[CCN]、[CBIS]などのいくつかのペーパーで検討されています。 、および[CCR]、いくつか例を挙げるだけです。さらに、チャイら。 [CURLING]は、複数のドメインにまたがるレシーバー駆動型マルチキャストを採用する、ホップバイホップの階層型コンテンツ解決アプローチを提示し、別のコンテンツ配布アプローチを提唱しています。しかし、主に、この分野での作業は、アクセス許可の問題に詳細に対処していませんでした。多くの場合、配布されたコンテンツは、ほとんどの場合、どの消費者も自由にアクセスできると想定されています。有料の、またはその他の方法で制限されたコンテンツをパブリックICNネットワークで配信するには、今後さらに注意が必要です。 Fotiou et al。 [ACDICN]この効果を実現するためのスキームを検討しますが、（暗号化された）コンテンツを取得した後、ユーザーのステータスを確認するために認証サーバーにアクセスする必要があります。これにより、特に中断が発生しやすいネットワークやモバイルネットワークで、任意のノードからコンテンツを取得する利点を効果的に無効にすることができます。
In summary, scenarios in this category aim to exercise primarily scalability and the cost and performance attributes of content dissemination. Particularly, they should highlight the ability of an ICN to scale to billions of objects, while not exceeding the cost of existing content dissemination solutions (i.e., CDNs) and, ideally, increasing performance. These should be shown in a holistic manner, improving content dissemination for both information consumers and publishers of all sizes. We expect that in particular for content dissemination, in both extreme as well as typical scenarios, can be specified by drawing data from current CDN deployments.
要約すると、このカテゴリのシナリオは、主にコンテンツ普及のスケーラビリティとコストとパフォーマンスの属性を行使することを目的としています。特に、既存のコンテンツ配布ソリューション（つまり、CDN）のコストを超えず、理想的にはパフォーマンスを向上させながら、ICNが数十億のオブジェクトに拡張できることを強調する必要があります。これらは全体的な方法で示す必要があり、あらゆる規模の情報の消費者と発行者の両方に対するコンテンツの普及を改善します。特にコンテンツの普及については、極端なシナリオと通常のシナリオの両方で、現在のCDNデプロイメントからデータを取得することで指定できると考えています。
Users "on wheels" are interested in road safety, traffic efficiency, and infotainment applications that can be supported through vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to-infrastructure (V2I) wireless communications. These applications exhibit unique features in terms of traffic generation patterns, delivery requirements, and spatial and temporal scope, which pose great challenges to traditional networking solutions. VANETs, by their nature, are characterized by challenges such as fast-changing topology, intermittent connectivity, and high node mobility, but also by the opportunity to combine information from different sources as each vehicle does not care about "who" delivers the named data objects.
「車輪の付いた」ユーザーは、車から車への（V2V）および車からインフラへの（V2I）無線通信を通じてサポートできる交通安全、交通効率、およびインフォテインメントアプリケーションに関心があります。これらのアプリケーションは、トラフィック生成パターン、配信要件、および空間的および時間的スコープの点で独自の機能を発揮します。これらは、従来のネットワーキングソリューションに大きな課題をもたらします。 VANETは、その性質上、急速に変化するトポロジー、断続的な接続性、高いノードモビリティなどの課題を特徴としていますが、各車両は「だれ」が名前付きデータを提供するかを気にしていないため、さまざまなソースからの情報を組み合わせる機会も持っていますオブジェクト。
ICN is an attractive candidate solution for vehicular networking, as it has several advantages. First, ICN fits well to the nature of typical vehicular applications that are geography- and time-dependent (e.g., road traveler information, accident warning, point-of-interest advertisements) and usually target vehicles in a given area, regardless of their identity or IP address. These applications are likely to benefit from in-network and decentralized data caching and replication mechanisms. Second, content caching is particularly beneficial for intermittent on-the-road connectivity and can speed up data retrieval through content replication in several nodes. Caching can usually be implemented at relatively low cost in vehicles, as the energy demands of the ICN device are likely to be a negligible fraction of the total vehicle energy consumption, thus allowing for sophisticated processing, continuous communication, and adequate storage in the vehicle. Finally, ICN natively supports asynchronous data exchange between end-nodes. By using (and redistributing) cached named information objects, a mobile node can serve as a link between disconnected areas. In short, ICN can enable communication even under intermittent network connectivity, which is typical of vehicular environments with sparse roadside infrastructure and fast-moving nodes.
ICNにはいくつかの利点があるため、車両ネットワークの魅力的な候補ソリューションです。まず、ICNは地理的および時間に依存する典型的な車両アプリケーションの性質（例：道路旅行者情報、事故警告、スポット広告）によく適合し、通常はIDに関係なく、特定のエリアの車両をターゲットにします。またはIPアドレス。これらのアプリケーションは、ネットワーク内の分散型データキャッシングとレプリケーションメカニズムの恩恵を受ける可能性があります。第2に、コンテンツキャッシングは断続的な路上接続に特に有益であり、複数のノードでコンテンツを複製することでデータの取得を高速化できます。 ICNデバイスのエネルギー需要は車両の総エネルギー消費量のごくわずかである可能性が高いため、キャッシングは通常、車両に比較的低コストで実装でき、高度な処理、継続的な通信、および車両への適切な保管が可能になります。最後に、ICNはエンドノード間の非同期データ交換をネイティブでサポートしています。キャッシュされた名前付き情報オブジェクトを使用（および再配布）することで、モバイルノードは切断されたエリア間のリンクとして機能します。つまり、ICNは、断続的なネットワーク接続下でも通信を可能にします。これは、まばらな路側インフラストラクチャと高速で移動するノードがある車両環境に典型的です。
The advantages of ICN in vehicular networks were preliminarily discussed in [EWC] and [DMND], and additionally investigated in [DNV2V], [RTIND], [CCNHV], [CCDIVN], [CCNVANET], and [CRoWN]. For example, Bai and Krishnamachari [EWC] take advantage of the localized and dynamic nature of a VANET to explore how a road congestion notification application can be implemented. Wang et al. [DMND] consider data collection where Road-Side Units (RSUs) collect information from vehicles by broadcasting NDN-like Interest packets. The proposed architecture is evaluated using simulation in a grid topology and is compared against a host-centric alternative based on Mobile IP. See Figure 3 for an indicative example of an urban VANET topology. Their results indicate high efficiency for ICN even at high speeds. That said, this work is a preliminary exploration of ICN in vehicular environments, so various issues remain for evaluation. They include system scalability to large numbers of vehicles and the impact of vehicles that forward Interest packets or relay data to other vehicles.
車両ネットワークにおけるICNの利点は、[EWC]と[DMND]で予備的に議論され、さらに[DNV2V]、[RTIND]、[CCNHV]、[CCDIVN]、[CCNVANET]、および[CRoWN]で調査されました。たとえば、Bai and Krishnamachari [EWC]は、VANETのローカライズされた動的な性質を利用して、道路渋滞通知アプリケーションを実装する方法を検討しています。王ら。 [DMND]ロードサイドユニット（RSU）がNDNのようなインタレストパケットをブロードキャストして車両から情報を収集するデータ収集を検討します。提案されたアーキテクチャは、グリッドトポロジでのシミュレーションを使用して評価され、モバイルIPに基づくホスト中心の代替案と比較されます。アーバンVANETトポロジーを示す例については、図3を参照してください。彼らの結果は、高速でもICNの効率が高いことを示しています。とはいえ、この作業は車両環境におけるICNの予備調査であるため、評価にはさまざまな問題が残っています。これには、多数の車両に対するシステムのスケーラビリティと、インタレストパケットを転送したり、データを他の車両に中継したりする車両の影響が含まれます。
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|o o +_-----_+ +_-----_+ |
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+_ _ o_o_ _o_o_ _ _o_o_ _o_o_ _ +
Figure 3. Urban Grid VANET Topology
図3.アーバングリッドVANETトポロジ
As mentioned in the previous section, due to the short communication duration between a vehicle and the RSU, and the typically short time of sustained connectivity between vehicles, VANETs may be a good showcase for the ICN advantages with respect to content dissemination. Wang et al. [DNV2V], for instance, analyze the advantages of hierarchical naming for vehicular traffic information dissemination. Arnould et al. [CCNHV] apply ICN principles to safety information dissemination between vehicles with multiple radio interfaces. In [CCDIVN], TalebiFard and Leung use network coding techniques to improve content dissemination over multiple ICN paths. Amadeo et al. [CCNVANET] [CRoWN] propose an application-independent ICN framework for content retrieval and distribution where the role of provider can be played equivalently by both vehicles and RSUs. ICN forwarding is extended through path-state information carried in Interest and Data packets, stored in a new data structure kept by vehicular nodes, and exploited also to cope with node mobility.
前のセクションで述べたように、車両とRSU間の通信期間が短く、車両間の接続が通常は短いため、VANETはコンテンツの普及に関するICNの利点を示す良い例です。王ら。たとえば、[DNV2V]は、車両の交通情報を普及させるための階層的な命名の利点を分析します。アーノールドら。 [CCNHV] ICN原則を適用して、複数の無線インターフェースを備えた車両間の安全情報の普及。 [CCDIVN]では、TalebiFardとLeungはネットワークコーディング技術を使用して、複数のICNパスでのコンテンツの配布を改善しています。アマデオ他[CCNVANET] [CRoWN]は、コンテンツの取得と配信のためのアプリケーションに依存しないICNフレームワークを提案します。プロバイダーの役割は、車両とRSUの両方で同等に果たすことができます。 ICN転送は、インタレストパケットとデータパケットで伝送されるパス状態情報を通じて拡張され、車両ノードによって保持される新しいデータ構造に格納され、ノードのモビリティに対処するためにも利用されます。
Typical scenarios for testing content distribution in VANETs may be highways with vehicles moving in straight lines, with or without RSUs along the road, as shown in Figure 4. With an NDN approach in mind, for example, RSUs may send Interest packets to collect data from vehicles [DMND], or vehicles may send Interest packets to collect data from other peers [RTIND] or from RSUs [CCNVANET]. Figure 2 applies to content dissemination in VANET scenarios as well, where C0 represents a vehicle that can obtain named information objects via multiple wireless peers and/or RSUs (I2 and I3 in the figure). Grid topologies such as the one illustrated in Figure 3 should be considered in urban scenarios with RSUs at the crossroads or co-located with traffic lights as in [CRoWN].
VANETでコンテンツ配信をテストするための一般的なシナリオは、図4に示すように、道路に沿ってRSUの有無にかかわらず、車両が直線移動する高速道路である場合があります。たとえば、NDNアプローチを念頭に置いて、RSUはInterestパケットを送信してデータを収集する場合があります。車両から[DMND]、または車両がインタレストパケットを送信して他のピア[RTIND]またはRSU [CCNVANET]からデータを収集する場合があります。図2は、VANETシナリオでのコンテンツ配布にも適用されます。C0は、複数のワイヤレスピアやRSU（図のI2およびI3）を介して名前付き情報オブジェクトを取得できる車両を表します。図3に示すようなグリッドトポロジは、RSUが交差点にある都市のシナリオで検討するか、[CRoWN]のように信号機と同じ場所に配置する必要があります。
\___/ \___/
|RSU| |RSU|
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_ _ _ _
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_ _ o_o_ _o_o_ _o_o_ _o_o_ _ _ _
_ _ _ _
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o o o o o o o o
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Figure 4. Highway VANET Topology
図4.ハイウェイVANETトポロジ
To summarize, VANET scenarios aim to exercise ICN deployment from various perspectives, including scalability, caching, transport, and mobility issues. There is a need for further investigation in (i) challenging scenarios (e.g., disconnected segments); (ii) scenarios involving both consumer and provider mobility; (iii) smart caching techniques that take into consideration node mobility patterns, spatial and temporal relevance, content popularity, and social relationships between users/vehicles; (iv) identification of new applications (beyond data dissemination and traffic monitoring) that could benefit from the adoption of an ICN paradigm in vehicular networks (e.g., mobile cloud, social networking).
要約すると、VANETシナリオは、スケーラビリティ、キャッシング、トランスポート、およびモビリティの問題を含むさまざまな観点からICN展開を実行することを目的としています。 （i）困難なシナリオ（切断されたセグメントなど）では、さらに調査する必要があります。 （ii）コンシューマーとプロバイダーの両方のモビリティを含むシナリオ。 （iii）ノードの移動パターン、空間的および時間的関連性、コンテンツの人気、およびユーザー/車両間の社会的関係を考慮に入れたスマートキャッシング技術。 （iv）車両ネットワーク（モバイルクラウド、ソーシャルネットワーキングなど）でICNパラダイムを採用することでメリットが得られる可能性のある新しいアプリケーション（データ配布とトラフィックモニタリング以外）の特定。
Delay- and Disruption-Tolerant Networking (DTN) originated as a means to extend the Internet to interplanetary communications [DTN]. However, it was subsequently found to be an appropriate architecture for many terrestrial situations as well. Typically, this was where delays were greater than protocols such as TCP could handle, and where disruptions to communications were the norm rather than occasional annoyances, e.g., where an end-to-end path does not necessarily exist when communication is initiated. DTN has now been applied to many situations, including opportunistic content sharing, handling infrastructural issues during emergency situations (e.g., earthquakes) and providing connectivity to remote rural areas without existing Internet provision and little or no communications or power infrastructure.
インターネットを惑星間通信[DTN]に拡張する手段として、遅延および破壊耐性ネットワーキング（DTN）が考案されました。しかし、その後、それは多くの地上状況にも適切なアーキテクチャであることがわかりました。通常、これは、TCPなどのプロトコルが処理できる遅延よりも遅延が大きかった場合、および通信の中断が偶発的な煩わしさではなく標準であった場合です。たとえば、通信が開始されたときにエンドツーエンドパスが必ずしも存在しない場合などです。 DTNは、日和見的なコンテンツ共有、緊急事態（地震など）中のインフラストラクチャの問題の処理、既存のインターネットの提供や通信インフラストラクチャや電力インフラストラクチャのないリモート農村地域への接続の提供など、多くの状況に適用されています。
The DTN architecture [RFC4838] is based on a "store, carry, and forward" paradigm that has been applied extensively to situations where data is carried between network nodes by a "data mule", which carries bundles of data stored in some convenient storage medium (e.g., a USB memory stick). With the advent of sensor and peer-to-peer (P2P) networks between mobile nodes, DTN is becoming a more commonplace type of networking than originally envisioned. Since ICN also does not rely on the familiar end-to-end communications paradigm, there are clear synergies [DTNICN]. It could therefore be argued that many of the key principles embodied within DTN also exist in ICN, as we explain next.
DTNアーキテクチャ[RFC4838]は、「ストア、キャリー、およびフォワード」パラダイムに基づいています。このパラダイムは、便利なストレージに保存されたデータのバンドルを運ぶ「データミュール」によってネットワークノード間でデータが運ばれる状況に広く適用されています。媒体（例：USBメモリスティック）。モバイルノード間のセンサーおよびピアツーピア（P2P）ネットワークの出現により、DTNは当初想定されていたよりも一般的なタイプのネットワーキングになりつつあります。 ICNもおなじみのエンドツーエンド通信パラダイムに依存していないため、明確な相乗効果があります[DTNICN]。したがって、次に説明するように、DTNに組み込まれた主要な原則の多くはICNにも存在すると主張できます。
First, both approaches rely on in-network storage. In the case of DTN, bundles are stored temporarily on devices on a hop-by-hop basis. In the case of ICN, information objects are also cached on devices in a similar fashion. As such, both paradigms must provision storage within the network.
まず、どちらのアプローチもネットワーク内ストレージに依存しています。 DTNの場合、バンドルはホップバイホップベースでデバイスに一時的に保存されます。 ICNの場合、情報オブジェクトも同様の方法でデバイスにキャッシュされます。そのため、両方のパラダイムでネットワーク内のストレージをプロビジョニングする必要があります。
Second, both approaches espouse late binding of names to locations due to the potentially large interval between request and response generation. In the case of DTN, it is often impossible to predict the exact location (in a disconnected topology) where a node will be found. Similarly, in the case of ICN, it is also often impossible to predict where an information object might be found. As such, the binding of a request/bundle to a destination (or routing locator) must be performed as late as possible.
第2に、リクエストとレスポンスの生成の間隔が大きくなる可能性があるため、どちらのアプローチも名前と場所の遅延バインディングをサポートします。 DTNの場合、ノードが見つかる（切断されたトポロジーの）正確な場所を予測することはしばしば不可能です。同様に、ICNの場合、情報オブジェクトがどこにあるかを予測することもしばしば不可能です。そのため、リクエスト/バンドルの宛先（またはルーティングロケーター）へのバインディングは、可能な限り遅く実行する必要があります。
Finally, both approaches treat data as a long-lived component that can exist in the network for extended periods of time. In the case of DTN, bundles are carried by nodes until appropriate next hops are discovered. In the case of ICN, information objects are typically cached until storage is exhausted. As such, both paradigms require a direct shift in the way applications interact with the network.
最後に、どちらのアプローチも、データを長期間ネットワークに存在する可能性のある長期コンポーネントとして扱います。 DTNの場合、適切なネクストホップが発見されるまで、ノードによってバンドルが運ばれます。 ICNの場合、情報オブジェクトは通常、ストレージが使い果たされるまでキャッシュされます。そのため、どちらのパラダイムでも、アプリケーションがネットワークとやり取りする方法を直接シフトする必要があります。
Through these similarities, it becomes possible to identify many DTN principles that are already in existence within ICN architectures. For example, ICN nodes will often retain information objects locally, making them accessible later on, much as DTN bundles are handled. Consequently, these synergies suggest strong potential for marrying the two technologies. This could include, for instance, building new integrated Information-Centric Delay Tolerant Network (ICDTN) protocols or, alternatively, building ICN schemes over existing DTN protocols (and vice versa).
これらの類似点により、ICNアーキテクチャ内にすでに存在する多くのDTN原則を特定することが可能になります。たとえば、ICNノードは多くの場合、情報オブジェクトをローカルに保持し、DTNバンドルが処理されるのと同じように、後でアクセスできるようにします。その結果、これらの相乗効果は、2つの技術を融合する強力な可能性を示唆しています。これには、たとえば、新しい統合情報中心型遅延耐性ネットワーク（ICDTN）プロトコルの構築や、既存のDTNプロトコルを介したICNスキームの構築（およびその逆）が含まれます。
The above similarities suggest that integration of the two principles would be feasible. Beyond this, there are also a number of identifiable direct benefits. Through caching and replication, ICN offers strong information resilience, whilst, through store-and-forward, DTN offers strong connectivity resilience. As such, both architectures could benefit greatly from each other. Initial steps have already been taken in the DTN community to integrate ICN principles, e.g., the Bundle Protocol Query Block [BPQ] has been proposed for the DTN Bundle Protocol [RFC5050]. Similarly, initial steps have also been taken in the ICN community, such as [SLINKY]. In fact, the Scalable and Adaptive Internet Solutions (SAIL) project has developed a prototype implementation of NetInf running over the DTN Bundle Protocol.
上記の類似点は、2つの原則の統合が実現可能であることを示唆しています。これ以外にも、識別可能な直接的なメリットがいくつかあります。 ICNはキャッシングとレプリケーションを通じて強力な情報復元力を提供し、ストアアンドフォワードにより、DTNは強力な接続復元力を提供します。そのため、両方のアーキテクチャが互いに大きなメリットを得ることができます。 ICNの原則を統合するために、DTNコミュニティでは最初のステップがすでに行われています。たとえば、DTNバンドルプロトコル[RFC5050]には、バンドルプロトコルクエリブロック[BPQ]が提案されています。同様に、[SLINKY]などのICNコミュニティでも最初のステップが実行されています。実際、スケーラブルで適応性のあるインターネットソリューション（SAIL）プロジェクトは、DTNバンドルプロトコル上で実行されるNetInfのプロトタイプ実装を開発しました。
Of course, in many circumstances, information-centricity is not appropriate for use in delay- and disruption-tolerant environments. This is particularly the case when information is not the key communications atom transmitted. Further, situations where a single sink is always used for receiving information may not warrant the identification and routing of independent information objects. However, there are a number of key scenarios where clear benefits could be gained by introducing information-centric principles into DTNs, two of which we describe later in this section.
もちろん、多くの状況で、情報中心性は、遅延や混乱に強い環境での使用には適していません。これは、情報が送信される主要な通信アトムではない場合に特に当てはまります。さらに、単一のシンクが常に情報の受信に使用される状況では、独立した情報オブジェクトの識別とルーティングが保証されない場合があります。ただし、DTNに情報中心の原則を導入することで明確なメリットが得られるいくつかの主要なシナリオがあります。そのうちの2つについては、このセクションで後述します。
For the purpose of evaluating the use of ICNs in a DTN setting, two key scenarios are identified in this document. (Note the rest of this section uses the term "ICDTN".) These are both prominent use cases that are currently active in both the ICN and DTN communities. The first is opportunistic content sharing, whilst the second is the use of ad hoc networks during disaster recovery (e.g., earthquakes). We discuss both types of scenarios in the context of a simulation- based evaluation: due to the scale and mobility of DTN-like setups, this is the primary method of evaluation used. Within the DTN community, the majority of simulations are performed using the Opportunistic Network Environment (ONE) simulator [ONE], which is referred to in this document. Before exploring the two scenarios, the key shared components of their simulation are discussed. This is separated into the two primary inputs that are required: the environment and the workload.
DTN設定でのICNの使用を評価する目的で、このドキュメントでは2つの主要なシナリオを特定します。 （このセクションの残りの部分では「ICDTN」という用語が使用されていることに注意してください。）これらはどちらも、現在ICNコミュニティとDTNコミュニティの両方でアクティブになっている著名なユースケースです。 1つは日和見的コンテンツ共有であり、2つ目は災害復旧（地震など）時のアドホックネットワークの使用です。シミュレーションベースの評価のコンテキストで両方のタイプのシナリオについて説明します。DTNのようなセットアップの規模と移動性により、これは使用される評価の主要な方法です。 DTNコミュニティ内では、シミュレーションの大部分は、このドキュメントで言及されているOpportunistic Network Environment（ONE）シミュレーター[ONE]を使用して実行されます。 2つのシナリオを検討する前に、シミュレーションの主要な共有コンポーネントについて説明します。これは、必要な2つの主要な入力、つまり環境とワークロードに分けられます。
In both types of scenarios the environment can be abstractly modeled by a time series of active connections between device pairs. Unlike other scenarios in this document, an ICDTN scenario therefore does not depend on (relatively) static topologies but, rather, a set of time-varying disconnected topologies. In opportunistic networks, these topologies are actually products of the mobility of users. For example, if two users walk past each other, an opportunistic link can be created. There are two methods used to generate these mobility patterns and, in turn, the time series of topologies. The first is synthetic, whereby a (mathematical) model of user behavior is created in an agent-based fashion, e.g., random waypoint, Gauss-Markov. The second is trace-driven, whereby the mobility of real users is recorded and used. In both cases, the output is a sequence of time-stamped "contacts", i.e., periods of time in which two devices can communicate. An important factor missing from typical mobility traces, however, is the capacity of these contacts: how much data can be transferred? In both approaches to modeling mobility, links are usually configured as Bluetooth or Wi-Fi (ONE easily allows this, although lower-layer considerations are ignored, e.g., interference). This is motivated by the predominance of these technologies on mobile phones.
どちらのタイプのシナリオでも、環境はデバイスペア間のアクティブな接続の時系列によって抽象的にモデル化できます。したがって、このドキュメントの他のシナリオとは異なり、ICDTNシナリオは（比較的）静的なトポロジに依存せず、むしろ、時間的に変化する切断されたトポロジのセットに依存します。日和見主義ネットワークでは、これらのトポロジーは実際にはユーザーの移動性の産物です。たとえば、2人のユーザーがお互いを通り過ぎる場合、日和見リンクを作成できます。これらのモビリティパターンを生成するために使用される2つの方法があり、次にトポロジの時系列が生成されます。 1つ目は合成です。これにより、ユーザー動作の（数学的）モデルがエージェントベースの方法で作成されます（ランダムなウェイポイント、ガウスマルコフなど）。 2つ目はトレース駆動型で、実際のユーザーのモビリティが記録されて使用されます。どちらの場合も、出力は一連のタイムスタンプ付きの「連絡先」、つまり2つのデバイスが通信できる期間です。ただし、一般的なモビリティトレースに欠けている重要な要素は、これらの連絡先の容量です。つまり、どれだけのデータを転送できますか。モビリティをモデル化する両方のアプローチでは、リンクは通常BluetoothまたはWi-Fiとして構成されます（干渉などの下位層の考慮事項は無視されますが、ONEはこれを簡単に許可します）。これは、携帯電話でのこれらのテクノロジーの優位性が動機です。
The workload in an ICDTN is modeled much like the workload within the other scenarios. It involves object creation/placement and object retrieval. Object creation/placement can either be done statically at the beginning of the simulations or, alternatively, dynamically based on a model of user behavior. In both cases, the latter is focused on, as it models far better the characteristics of the scenarios.
ICDTNのワークロードは、他のシナリオ内のワークロードとよく似ています。オブジェクトの作成/配置およびオブジェクトの取得が含まれます。オブジェクトの作成/配置は、シミュレーションの開始時に静的に行うことも、ユーザーの行動モデルに基づいて動的に行うこともできます。どちらの場合も、シナリオの特性をはるかによくモデル化しているため、後者に焦点が当てられています。
Once the environment and workload have been configured, the next step is to decide the key metrics for the study. Unlike traditional networking, the QoS expectation is typically far lower in an ICDTN, thereby moving away from metrics such as throughput. At a high level, it is of clear interest to evaluate different ICN approaches with respect to both their delay- and disruption-tolerance (i.e., how effective is the approach when used in an environment subject to significant delay and/or disruption) and to their active support for operations in a DTN environment.
環境とワークロードを構成したら、次のステップは調査の主要なメトリックを決定することです。従来のネットワーキングとは異なり、ICDTNではQoSの期待値は通常はるかに低く、スループットなどのメトリックから離れます。高いレベルでは、遅延と中断の許容度の両方に関してさまざまなICNアプローチを評価すること（つまり、大幅な遅延や中断が発生する環境で使用した場合のアプローチの効果）とDTN環境での運用に対するアクティブサポート。
The two most prominent metrics considered in a host-centric DTN are delivery probability and delivery delay. The former relates to the probability by which a sent message will be received within a certain delay bound, whilst the latter captures the average length of time it takes for nodes to receive the message. These metrics are similarly important in an ICDTN, although they are slightly different due to the request-response nature of ICN. Therefore, the two most prominent evaluative metrics are satisfaction probability and satisfaction delay. The former refers to the probability by which an information request (e.g., Interest) will be satisfied (i.e., how often a Data response will be received). Satisfaction delay refers to the length of time it takes an information request to be satisfied.
ホスト中心のDTNで考慮される2つの最も顕著なメトリックは、配信確率と配信遅延です。前者は送信されたメッセージが一定の遅延範囲内で受信される確率に関係し、後者はノードがメッセージを受信するのにかかる平均時間をキャプチャします。これらのメトリックはICDTNでも同様に重要ですが、ICNの要求と応答の性質のために若干異なります。したがって、最も重要な2つの評価指標は、満足確率と満足遅延です。前者は、情報要求（インタレストなど）が満たされる確率（つまり、データ応答が受信される頻度）を指します。満足度遅延とは、情報要求が満たされるまでにかかる時間の長さを指します。
Note that the key difference between the host-centric and information-centric metrics is the need for a round-trip rather than a one-way communication. Beyond this, depending on the focus of the work, other elements that may be investigated include name resolution, routing, and forwarding in disconnected parts of the network; support for unidirectional links; number of round trips needed to complete a data transfer; long-term content availability (or resilience); efficiency in the face of disruption; and so on. It is also important to weigh these performance metrics against the necessary overheads. In the case of an ICDTN, this is generally measured by the number of message replicas required to access content. Note that routing in a DTN is often replication based, which leads to many copies of the same message.
ホスト中心のメトリックと情報中心のメトリックの主な違いは、一方向の通信ではなく往復の必要性であることに注意してください。これ以外にも、作業の焦点に応じて、調査できるその他の要素には、ネットワークの切断された部分での名前解決、ルーティング、転送があります。単方向リンクのサポート。データ転送を完了するために必要な往復回数。長期的なコンテンツの可用性（または回復力）。混乱に直面した効率;等々。これらのパフォーマンスメトリックを必要なオーバーヘッドと比較することも重要です。 ICDTNの場合、これは通常、コンテンツへのアクセスに必要なメッセージレプリカの数によって測定されます。多くの場合、DTNでのルーティングはレプリケーションベースであるため、同じメッセージのコピーが多数作成されることに注意してください。
The first key baseline scenario in this context is opportunistic content sharing. This occurs when mobile nodes create opportunistic links between each other to share content of interest. For example, people riding on an underground train can pass news items between their mobile phones. Equally, content generated on the phones (e.g., tweets [TWIMIGHT]) could be stored for later forwarding (or even forwarded amongst interested passengers on the train). Such scenarios, clearly, must be based around either the altruistic or incentivized interaction amongst users. The latter is a particularly active area of research. These networks are often termed "pocket-switched networks", as they are independently formed between the user devices. Here, the evaluative scenario of ICDTN microblogging is proposed. As previously discussed, the construction of such an evaluative scenario requires a formalization of its environment and workload. Fortunately, there exist a number of datasets that offer exactly this information required for microblogging.
このコンテキストでの最初の主要なベースラインシナリオは、日和見的なコンテンツ共有です。これは、モバイルノードが目的のコンテンツを共有するために相互に日和見リンクを作成するときに発生します。たとえば、地下鉄に乗っている人は、携帯電話間でニュースをやり取りできます。同様に、電話で生成されたコンテンツ（たとえば、ツイート[TWIMIGHT]）は、後で転送するために（または電車の中で興味のある乗客の間で転送することもできるように）保存できます。そのようなシナリオは、明らかに、ユーザー間の利他的または動機付けられた相互作用に基づいている必要があります。後者は特に活発な研究分野です。これらのネットワークは、ユーザーデバイス間で独立して形成されるため、しばしば「ポケットスイッチネットワーク」と呼ばれます。ここでは、ICDTNマイクロブログの評価シナリオを提案します。前述のように、このような評価シナリオの構築には、その環境とワークロードの形式化が必要です。幸いなことに、マイクロブログに必要なこの情報を正確に提供するデータセットは多数存在します。
In terms of the environment (i.e., mobility patterns), the Haggle project produced contact traces based on conference attendees using Bluetooth. These traces are best targeted at application scenarios in which a small group of (50-100) people are in a relatively confined space. In contrast, larger-scale traces are also available, most notably MIT's Reality Mining project. These are better suited for cases where longer-term movement patterns are of interest.
環境（つまり、モビリティパターン）の観点から、Haggleプロジェクトは、Bluetoothを使用する会議の出席者に基づいてコンタクトトレースを作成しました。これらのトレースは、（50〜100）人の小グループが比較的限られたスペースにいるアプリケーションシナリオを対象としています。対照的に、より大規模なトレース、特にMITのReality Miningプロジェクトも利用できます。これらは、より長期間の移動パターンが重要な場合に適しています。
The second input, workload, relates to the creation and consumption of microblogs (e.g., tweets). This can be effectively captured because subscriptions conveniently formalize who consumes what. For bespoke purposes, specific data can be directly collected from Twitter for trace-driven simulations. Several Twitter datasets are already available to the community containing a variety of data, ranging from Tweets to follower graphs. See <http://www.tweetarchivist.com> and <http://socialcomputing.asu.edu/datasets/Twitter>. These datasets can therefore be used to extract information production, placement, and consumption.
2番目の入力であるワークロードは、マイクロブログ（ツイートなど）の作成と利用に関連しています。サブスクリプションは誰が何を消費するかを便利に形式化するため、これは効果的にキャプチャできます。オーダーメイドの目的で、トレース駆動型シミュレーションのために特定のデータをTwitterから直接収集できます。コミュニティでは、ツイートからフォロワーグラフまで、さまざまなデータを含むいくつかのTwitterデータセットがすでに利用可能です。 <http://www.tweetarchivist.com>および<http://socialcomputing.asu.edu/datasets/Twitter>を参照してください。したがって、これらのデータセットを使用して、情報の生成、配置、消費を抽出できます。
The second key baseline scenario in this context relates to the use of ICDTNs in emergency scenarios. In these situations, it is typical for infrastructure to be damaged or destroyed, leading to the collapse of traditional forms of communications (e.g., cellular telephone networks). This has been seen in the recent North Indian flooding, as well as the 2011 Tohoku earthquake and tsunami. Power problems often exacerbate the issue, with communication failures lasting for days. Therefore, in order to address this, DTNs have been used due to their high levels of resilience and independence from fixed infrastructure. The most prominent use of DTNs in disaster areas would be the dissemination of information, e.g., warnings and evacuation maps. Unlike the previous scenario, it can be assumed that certain users (e.g., emergency responders) are highly altruistic. However, it is likely many other users (e.g., endangered civilians) might become far more conservative in how they use their devices for battery-conserving purposes. Here, we focus on the dissemination of standard broadcast information that should be received by all parties; generally, this is something led by emergency responders.
このコンテキストの2番目の主要なベースラインシナリオは、緊急シナリオでのICDTNの使用に関連しています。これらの状況では、インフラストラクチャが損傷または破壊されるのが一般的であり、従来の通信形式（携帯電話ネットワークなど）の崩壊につながります。これは、最近の北インドの洪水、および2011年の東北地方の地震と津波で見られました。電源の問題はしばしば問題を悪化させ、通信障害は数日間続きます。したがって、これに対処するために、DTNは高いレベルの復元力と固定インフラストラクチャからの独立性のために使用されてきました。災害地域でのDTNの最も顕著な使用は、警告や避難マップなどの情報の普及です。前のシナリオとは異なり、特定のユーザー（緊急応答者など）は非常に利他的であると想定できます。ただし、他の多くのユーザー（例：絶滅の危機に瀕している一般市民）が、バッテリーを節約する目的でデバイスを使用する方法については、はるかに保守的になる可能性があります。ここでは、すべての関係者が受信する必要がある標準的な放送情報の普及に焦点を当てます。一般的に、これは緊急応答者が主導するものです。
For the environmental setup, there are no commonly used mobility traces for disaster zones, unlike in the previous scenario. This is clearly due to the difficultly (near impossibility) of acquiring them in a real setting. That said, various synthetic models are available. The Post-Disaster Mobility Model [MODEL1] models civilians and emergency responders after a disaster has occurred, with people attempting to reach evacuation points (this has also been implemented in the ONE simulator). Aschenbruck et al. [MODEL2] focus on emergency responders, featuring the removal of nodes from the disaster zone, as well as things like obstacles (e.g., collapsed buildings). Cabrero et al. [MODEL3] also look at emergency responders but focus on patterns associated with common procedures. For example, command and control centers are typically set up with emergency responders periodically returning. Clearly, the mobility of emergency responders is particularly important in this setting because they usually are the ones who will "carry" information into the disaster zone. It is recommended that one of these emergency-specific models be used during any evaluations, due to the inaccuracy of alternate models used for "normal" behavior.
環境設定では、前のシナリオとは異なり、災害ゾーンで一般的に使用されるモビリティトレースはありません。これは明らかに、実際の設定でそれらを取得することが困難（ほぼ不可能）であるためです。とはいえ、さまざまな合成モデルが利用可能です。災害後モビリティモデル[モデル1]は、災害発生後に民間人と緊急対応者をモデル化し、避難場所への到達を試みます（これはONEシミュレータにも実装されています）。 Aschenbruck et al。 [モデル2]緊急応答者に焦点を当て、障害ゾーンからノードを削除することや、障害物（倒壊した建物など）などを取り上げます。 Cabrero et al。 [モデル3]は緊急時の対応者にも注目しますが、一般的な手順に関連するパターンに焦点を当てています。たとえば、指揮統制センターは通常、緊急応答者が定期的に戻ってくるように設定されています。明らかに、緊急時の対応者の機動性はこの状況では特に重要です。緊急対応者は通常、災害ゾーンに情報を「運ぶ」ためです。 「通常の」動作に使用される代替モデルが不正確であるため、これらの緊急時固有モデルの1つを評価中に使用することをお勧めします。
The workload input in this evaluative scenario is far simpler than for the previous scenario. In emergency cases, the dissemination of individual pieces of information to all parties is the norm. This is often embodied using things like the Common Alert Protocol (CAP), which is an XML standard for describing warning message. It is currently used by various systems, including the Integrated Public Alert & Warning System and Google Crisis Response. As such, small objects (e.g., 512 KB to 2 MB) are usually generated containing text and images; note that the ONE simulator offers utilities to easily generate these. These messages are also always generated by central authorities, therefore making the placement problem easier (they would be centrally generated and given to emergency responders to disseminate as they pass through the disaster zone). The key variable is therefore the generation rate, which is synonymous with the rate that microblogs are written in the previous scenario. This will largely be based on the type of disaster occurring; however, hourly updates would be an appropriate configuration. Higher rates can also be tested, based on the rate at which situations change (landslides, for example, can exhibit highly dynamic properties).
この評価シナリオのワークロード入力は、前のシナリオよりもはるかに単純です。緊急の場合、個々の情報をすべての関係者に配布するのが標準です。これは、警告メッセージを記述するためのXML標準であるCommon Alert Protocol（CAP）などを使用して具体化されることがよくあります。現在、統合された緊急警報および警告システムやGoogleクライシスレスポンスなど、さまざまなシステムで使用されています。そのため、通常、テキストや画像を含む小さなオブジェクト（512 KBから2 MBなど）が生成されます。 ONEシミュレータには、これらを簡単に生成するためのユーティリティが用意されています。これらのメッセージは常に中央当局によっても生成されるため、配置の問題が容易になります（メッセージは中央で生成され、緊急応答者に提供されて、災害ゾーンを通過するときに配布されます）。したがって、重要な変数は生成率です。これは、前のシナリオでマイクロブログが書き込まれた率と同義です。これは主に発生している災害のタイプに基づいています。ただし、1時間ごとの更新が適切な構成になります。状況が変化する速度に基づいて、より高い速度もテストできます（たとえば、地滑りは非常に動的な特性を示す可能性があります）。
To summarize, this section has highlighted the applicability of ICN principles to existing DTN scenarios. Two evaluative setups have been described in detail, namely, mobile opportunistic content sharing (microblogging) and emergency information dissemination.
まとめると、このセクションでは、既存のDTNシナリオへのICN原則の適用性を強調しています。 2つの評価のセットアップ、つまりモバイルの日和見的コンテンツ共有（マイクロブログ）と緊急情報の普及について詳しく説明しました。
Advances in electronics miniaturization combined with low-power wireless access technologies (e.g., ZigBee, Near Field Communication (NFC), Bluetooth, and others) have enabled the coupling of interconnected digital services with everyday objects. As devices with sensors and actuators connect into the network, they become "smart objects" and form the foundation for the so-called Internet of Things (IoT). IoT is expected to increase significantly the amount of content carried by the network due to machine-to-machine (M2M) communication as well as novel user-interaction possibilities.
電子機器の小型化の進歩と低電力ワイヤレスアクセステクノロジー（ZigBee、Near Field Communication（NFC）、Bluetoothなど）の組み合わせにより、相互接続されたデジタルサービスと日常のオブジェクトの結合が可能になりました。センサーとアクチュエーターを備えたデバイスがネットワークに接続すると、それらは「スマートオブジェクト」になり、いわゆるモノのインターネット（IoT）の基盤を形成します。 IoTは、M2M（Machine-to-Machine）通信と新しいユーザーインタラクションの可能性により、ネットワークで運ばれるコンテンツの量を大幅に増やすことが期待されています。
Yet, the full potential of IoT does not lie in simple remote access to smart object data. Instead, it is the intersection of Internet services with the physical world that will bring about the most dramatic changes. Burke [IoTEx], for instance, makes a very good case for creating everyday experiences using interconnected things through participatory sensing applications. In this case, inherent ICN capabilities for data discovery, caching, and trusted communication are leveraged to obtain sensor information and enable content exchange between mobile users, repositories, and applications.
それでも、IoTの潜在能力は、スマートオブジェクトデータへの単純なリモートアクセスにありません。その代わり、最も劇的な変化をもたらすのは、インターネットサービスと現実の世界の交差点です。たとえば、バーク[IoTEx]は、参加型センシングアプリケーションを介して相互接続されたものを使用して日常のエクスペリエンスを作成するための非常に良い事例を作り出します。この場合、データ検出、キャッシング、および信頼できる通信のための固有のICN機能を活用して、センサー情報を取得し、モバイルユーザー、リポジトリ、およびアプリケーション間のコンテンツ交換を可能にします。
Kutscher and Farrell [IWMT] discuss the benefits that ICN can provide in these environments in terms of naming, caching, and optimized transport. The Named Information URI scheme (ni) [RFC6920], for instance, could be used for globally unique smart object identification, although an actual implementation report is not currently available. Access to information generated by smart objects can be of varied nature and often vital for the correct operation of large systems. As such, supporting timestamping, security, scalability, and flexibility need to be taken into account.
KutscherとFarrell [IWMT]は、ネーミング、キャッシング、最適化されたトランスポートの観点から、ICNがこれらの環境で提供できる利点について説明しています。たとえば、名前付き情報URIスキーム（ni）[RFC6920]は、グローバルに一意のスマートオブジェクトの識別に使用できますが、実際の実装レポートは現在利用できません。スマートオブジェクトによって生成された情報へのアクセスは、さまざまな性質を持つ可能性があり、多くの場合、大規模システムの正しい操作に不可欠です。そのため、タイムスタンプのサポート、セキュリティ、スケーラビリティ、および柔軟性を考慮する必要があります。
Ghodsi et al. [NCOA] examine hierarchical and self-certifying naming schemes and point out that ensuring reliable and secure content naming and retrieval may pose stringent requirements (e.g., the necessity for employing PKI), which can be too demanding for low-powered nodes, such as sensors. That said, earlier work by Heidemann et al. [nWSN] shows that, for dense sensor network deployments, disassociating sensor naming from network topology and using named content at the lowest level of communication in combination with in-network processing of sensor data is feasible in practice and can be more efficient than employing a host-centric binding between node locator and the content existing therein.
Ghodsi et al。 [NCOA]階層的で自己証明的な命名方式を調べ、信頼性のある安全なコンテンツの命名と取得を確実にすることで、次のような低電力ノードでは要求が厳しくなる厳しい要件（PKIを使用する必要性など）が生じる可能性があることを指摘します。センサー。とはいえ、ハイデマンらによる以前の研究。 [nWSN]は、高密度センサーネットワーク展開の場合、センサーネーミングとネットワークトポロジーの関連付けを解除し、センサーデータのネットワーク内処理と組み合わせて最低レベルの通信で名前付きコンテンツを使用することが実際に実現可能であり、ノードロケータとそこに存在するコンテンツ間のホスト中心のバインディング。
Burke et al. [NDNl] describe the implementation of a building automation system for lighting control where the security, naming, and device discovery NDN mechanisms are leveraged to provide configuration, installation, and management of residential and industrial lighting control systems. The goal is an inherently resilient system, where even smartphones can be used for control. Naming reflects fixtures with evolved identification and node-reaching capabilities, thus simplifying bootstrapping, discovery, and user interaction with nodes. The authors report that this ICN-based system requires less maintenance and troubleshooting than typical IP-based alternatives.
バーク等。 [NDN1]は、住居用および産業用照明制御システムの構成、設置、および管理を提供するためにセキュリティ、命名、およびデバイス検出NDNメカニズムが活用される、照明制御用のビルディングオートメーションシステムの実装について説明します。目標は、スマートフォンでも制御に使用できる、本質的に弾力性のあるシステムです。ネーミングは、進化した識別機能とノード到達機能を備えたフィクスチャを反映しているため、ノードとのブートストラップ、検出、およびユーザーインタラクションを簡素化します。著者は、このICNベースのシステムに必要なメンテナンスとトラブルシューティングは、通常のIPベースの代替よりも少ないと報告しています。
Biswas et al. [CIBUS] visualize ICN as a contextualized information-centric bus (CIBUS) over which diverse sets of service producers and consumers coexist with different requirements. ICN is leveraged to unify different platforms to serve consumer-producer interaction in both infrastructure and ad hoc settings. Ravindran et al. [Homenet] show the application of this idea in the context of a home network, where consumers (residents) require policy-driven interactions with diverse services such as climate control, surveillance systems, and entertainment systems. Name-based protocols are developed to enable zero-configuration node and service discovery, contextual service publishing and subscription, policy-based routing and forwarding with name-based firewall, and hoc device-to-device communication.
Biswas et al。 [CIBUS] ICNをコンテキスト化された情報中心のバス（CIBUS）として視覚化し、さまざまなサービスプロデューサーとコンシューマーがさまざまな要件と共存します。 ICNは、さまざまなプラットフォームを統合して、インフラストラクチャとアドホックの両方の設定で消費者と生産者の相互作用を提供するために利用されます。ラビンドラン等。 [Homenet]は、消費者（居住者）が気候制御、監視システム、エンターテイメントシステムなどのさまざまなサービスとのポリシー主導の対話を必要とするホームネットワークのコンテキストでこのアイデアの適用を示しています。名前ベースのプロトコルは、構成不要のノードとサービスの検出、コンテキストに応じたサービスの公開とサブスクリプション、名前ベースのファイアウォールによるポリシーベースのルーティングと転送、およびホックデバイス間通信を可能にするために開発されました。
IoT exposes ICN concepts to a stringent set of requirements that are exacerbated by the quantity of nodes, as well as by the type and volume of information that must be handled. A way to address this is proposed in [IoTScope], which tackles the problem of mapping named information to an object, diverting from the currently typical centralized discovery of services and leveraging the intrinsic ICN scalability capabilities for naming. It extends the base [PURSUIT] design with hierarchically based scopes, facilitating lookup, access, and modifications of only the part of the object information that the user is interested in. Another important aspect is how to efficiently address resolution and location of the information objects, particularly when large numbers of nodes are connected, as in IoT deployments. In [ICN-DHT], Katsaros et al. propose a Distributed Hash Table (DHT) that is compared with the Data-Oriented Network Architecture described in [DONA]. Their results show how topological routing information has a positive impact on resolution, at the expense of memory and processing overhead.
IoTは、ICNの概念を一連の厳しい要件に公開します。これらの要件は、ノードの数だけでなく、処理する必要のある情報の種類と量によって悪化します。これに対処する方法が[IoTScope]で提案されています。これは、名前付き情報をオブジェクトにマッピングする問題に取り組み、現在の一般的な集中型サービスの発見から転用し、ネーミングに固有のICNスケーラビリティ機能を活用します。階層ベースのスコープで基本[PURSUIT]設計を拡張し、ユーザーが関心のあるオブジェクト情報の一部のみの検索、アクセス、および変更を容易にします。別の重要な側面は、情報オブジェクトの解決と場所に効率的に対処する方法です、特にIoT展開のように多数のノードが接続されている場合。 [ICN-DHT]で、Katsaros et al。 [DONA]で説明されているデータ指向ネットワークアーキテクチャと比較される分散ハッシュテーブル（DHT）を提案します。彼らの結果は、トポロジールーティング情報が、メモリと処理のオーバーヘッドを犠牲にして、解像度にプラスの影響を与える方法を示しています。
The use of ICN mechanisms in IoT scenarios faces the most dynamic and heterogeneous type of challenges, when taking into consideration the requirements and objectives of such integration. The disparity in technologies (not only in access technologies, but also in terms of end-node diversity such as sensors, actuators, and their characteristics) as well as in the information that is generated and consumed in such scenarios, will undoubtedly bring about many of the considerations presented in the previous sections. For instance, IoT shares similarities with the constraints and requirements applicable to vehicular networking. Here, a central problem is the deployment of mechanisms that can use opportunistic connectivity in unreliable networking environments (similar to the vehicular networking and DTN scenarios).
IoTシナリオでのICNメカニズムの使用は、そのような統合の要件と目的を考慮すると、最も動的で異種のタイプの課題に直面します。テクノロジー（アクセステクノロジーだけでなく、センサー、アクチュエーター、およびそれらの特性などのエンドノードダイバーシティの観点からも）や、このようなシナリオで生成および消費される情報の格差は、間違いなく多くの前のセクションで提示された考慮事項の。たとえば、IoTは、車両ネットワーキングに適用される制約と要件との類似点を共有しています。ここでの中心的な問題は、信頼性の低いネットワーキング環境（車内ネットワーキングおよびDTNシナリオと同様）で日和見接続を使用できるメカニズムの配備です。
However, one important concern in IoT scenarios, also motivated by this strongly heterogeneous environment, is how content dissemination will be affected by the different semantics of the disparate information and content being shared. In fact, this is already a difficult problem that goes beyond the scope of ICN [SEMANT]. With the ability of the network nodes to cache forwarded information to improve future requests, a challenge arises regarding whether the ICN fabric should be involved in any kind of procedure (e.g., tagging) that facilitates the relationship or the interpretation of the different sources of information.
ただし、IoTシナリオの1つの重要な懸念は、この非常に異種の環境によって動機付けられ、コンテンツの普及が、共有されている異種の情報とコンテンツの異なるセマンティクスによってどのように影響を受けるかです。実際、これはすでにICN [SEMANT]の範囲を超える難しい問題です。転送された情報をキャッシュして将来の要求を改善するネットワークノードの機能により、ICNファブリックがさまざまな情報ソースの関係または解釈を容易にするあらゆる種類の手順（タグ付けなど）に関与する必要があるかどうかに関する課題が発生します。 。
Another issue lies with the need for having energy-efficiency mechanisms related to the networking capabilities of IoT infrastructures. Often, the devices in IoT deployments have limited battery capabilities, and thus need low power consumption schemes working at multiple levels. In principle, energy efficiency gains should be observed from the inherent in-network caching capability. However, this might not be the most usual case in IoT scenarios, where the information (particularly from sensors or controlling actuators) is more akin to real-time traffic, thus reducing the scale of potential savings due to ubiquitous in-network caching.
もう1つの問題は、IoTインフラストラクチャのネットワーキング機能に関連するエネルギー効率メカニズムが必要であることです。多くの場合、IoT展開のデバイスはバッテリー機能が制限されているため、複数のレベルで動作する低消費電力スキームが必要です。原則として、エネルギー効率の向上は、固有のネットワーク内キャッシング機能から観察する必要があります。ただし、これはIoTシナリオの最も一般的なケースではない可能性があります。この場合、情報（特にセンサーまたはアクチュエータの制御からの情報）はリアルタイムトラフィックに類似しているため、ユビキタスなネットワーク内キャッシュによる潜在的な節約の規模が小さくなります。
ICN approaches, therefore, should be evaluated with respect to their capacity to handle the content produced and consumed by extremely large numbers of diverse devices. IoT scenarios aim to exercise ICN deployment from different aspects, including ICN node design requirements, efficient naming, transport, and caching of time-restricted data. Scalability is particularly important in this regard as the successful deployment of IoT principles could increase both device and content numbers dramatically beyond all current expectations.
したがって、ICNアプローチは、非常に多数の多様なデバイスによって生成および消費されるコンテンツを処理する能力に関して評価する必要があります。 IoTシナリオは、ICNノードの設計要件、効率的な命名、トランスポート、時間制限のあるデータのキャッシュなど、さまざまな側面からICNの展開を行うことを目的としています。 IoTの原則の展開が成功すると、デバイスとコンテンツの数が現在のすべての期待を大幅に超える可能性があるため、スケーラビリティはこの点で特に重要です。
The rapid increase in urbanization sets the stage for the most compelling and challenging environments for networking. By 2050 the global population will reach nine billion people, 75% of which will dwell in urban areas. In order to cope with this influx, many cities around the world have started their transformation toward the "smart city" vision. Smart cities will be based on the following innovation axes: smart mobility, smart environment, smart people, smart living, and smart governance. In development terms, the core goal of a smart city is to become a business-competitive and attractive environment, while serving citizen well-being [CPG].
都市化の急速な増加は、ネットワーキングのための最も説得力があり、挑戦的な環境の舞台を設定します。 2050年までに世界の人口は90億人に達し、その75％が都市部に住むようになります。この流入に対処するために、世界中の多くの都市が「スマートシティ」ビジョンに向けて変革を始めています。スマートシティは、スマートモビリティ、スマート環境、スマートピープル、スマートリビング、スマートガバナンスというイノベーションの軸に基づいています。開発に関して、スマートシティの中心的な目標は、市民の幸福に貢献しながらビジネス競争と魅力的な環境になることです[CPG]。
In a smart city, ICT plays a leading role and acts as the glue bringing together all actors, services, resources (and their interrelationships) that the urban environment is willing to host and provide [MVM]. ICN appears particularly suitable for these scenarios. Domains of interest include intelligent transportation systems, energy networks, health care, A/V communications, peer-to- peer and collaborative platforms for citizens, social inclusion, active participation in public life, e-government, safety and security, and sensor networks. Clearly, this scenario has close ties to the vision of IoT, discussed in the previous section, as well as to vehicular networking.
スマートシティでは、ICTが主導的な役割を果たし、都市環境がホストして提供する用意があるすべてのアクター、サービス、リソース（およびそれらの相互関係）をまとめる接着剤として機能します[MVM]。 ICNは、これらのシナリオに特に適しているようです。関心のあるドメインには、インテリジェント交通システム、エネルギーネットワーク、ヘルスケア、A / V通信、市民向けのピアツーピアおよびコラボレーションプラットフォーム、社会的包含、公共生活への積極的な参加、電子政府、安全とセキュリティ、センサーネットワークなどがあります。 。明らかに、このシナリオは、前のセクションで説明したIoTのビジョンや、車両のネットワーキングと密接な関係があります。
Nevertheless, the road to build a real information-centric digital ecosystem will be long, and more coordinated effort is required to drive innovation in this domain. We argue that smart-city needs and ICN technologies can trigger a virtuous innovation cycle toward future ICT platforms. Recent concrete ICN-based contributions have been formulated for home energy management [iHEMS], geo-localized services [ACC], smart-city services [IB], and traffic information dissemination in vehicular scenarios [RTIND]. Some of the proposed ICN-based solutions are implemented in real testbeds, while others are evaluated through simulation.
それでも、真の情報中心のデジタルエコシステムを構築するための道のりは長くなるため、このドメインのイノベーションを推進するには、より協調的な取り組みが必要です。スマートシティのニーズとICNテクノロジーは、将来のICTプラットフォームに向けた好意的なイノベーションサイクルを引き起こす可能性があると私たちは主張します。最近の具体的なICNベースの貢献は、家庭のエネルギー管理[iHEMS]、地理的に局所化されたサービス[ACC]、スマートシティサービス[IB]、および車両シナリオでの交通情報配信[RTIND]のために策定されました。提案されたICNベースのソリューションには、実際のテストベッドに実装されているものと、シミュレーションによって評価されているものがあります。
Zhang et al. [iHEMS] propose a secure publish-subscribe architecture for handling the communication requirements of Home Energy Management Systems (HEMS). The objective is to safely and effectively collect measurement and status information from household elements, aggregate and analyze the data, and ultimately enable intelligent control decisions for actuation. They consider a simple experimental testbed for their proof-of-concept evaluation, exploiting open source code for the ICN implementation, and emulating some node functionality in order to facilitate system operation.
張ら。 [iHEMS]は、ホームエネルギー管理システム（HEMS）の通信要件を処理するための安全なパブリッシュ/サブスクライブアーキテクチャを提案します。その目的は、世帯の要素から測定情報とステータス情報を安全かつ効果的に収集し、データを集約して分析し、最終的に作動のインテリジェント制御決定を可能にすることです。彼らは、概念実証の評価、ICN実装のオープンソースコードの活用、およびシステム操作を容易にするためのノード機能の一部のエミュレーションのために、単純な実験的テストベッドを検討しています。
A different scenario is considered in [ACC], where DHTs are employed for distributed, scalable, and geographically aware service lookup in a smart city. Also in this case, the ICN application is validated by considering a small-scale testbed: a small number of nodes are emulated with simple embedded PCs or specific hardware boards (e.g., for some sensor nodes); other nodes (which connect the principal actors of the tests) are emulated with workstations. The proposal in [IB] draws from a smart-city scenario (mainly oriented towards waste collection management) comprising sensors and moving vehicles, as well as a cloud-computing system that supports data retrieval and storage operations. The main aspects of this proposal are analyzed via simulation using open source code that is publicly available. Some software applications are designed on real systems (e.g., PCs and smartphones).
[ACC]では別のシナリオが検討されており、スマートシティで分散型でスケーラブルで地理的に認識されたサービス検索にDHTが採用されています。また、この場合、ICNアプリケーションは小規模なテストベッドを検討することで検証されます。少数のノードは、単純な組み込みPCまたは特定のハードウェアボード（一部のセンサーノードなど）でエミュレートされます。他のノード（テストの主要なアクタを接続する）はワークステーションでエミュレートされます。 [IB]の提案は、センサーと移動車両を含むスマートシティシナリオ（主に廃棄物収集管理を対象としています）と、データの取得と保存の操作をサポートするクラウドコンピューティングシステムを利用しています。この提案の主な側面は、公開されているオープンソースコードを使用したシミュレーションによって分析されます。一部のソフトウェアアプリケーションは、実際のシステム（PCやスマートフォンなど）で設計されています。
With respect to evaluating ICN approaches in smart-city scenarios, it is necessary to consider generic metrics useful to track and monitor progress on services results and also for comparing localities between themselves and learn from the best [ISODIS]. In particular, it is possible to select a specific set of Key Performance Indicators (KPIs) for a given project in order to evaluate its success. These KPIs may reflect the city's environmental and social goals, as well as its economic objectives, and they can be calculated at the global, regional, national, and local levels. Therefore, it is not possible to define a unique set of interesting metrics, but in the context of smart cities, the KPIs should be characterized with respect to the developed set of services offered by using the ICN paradigm.
スマートシティシナリオでのICNアプローチの評価に関しては、サービス結果の進行状況を追跡および監視するために、またそれらの間の場所を比較し、最良の[ISODIS]から学ぶために役立つ一般的なメトリックを考慮する必要があります。特に、その成功を評価するために、特定のプロジェクトの特定の主要業績評価指標（KPI）のセットを選択することが可能です。これらのKPIは、市の環境的および社会的目標、ならびにその経済目標を反映している可能性があり、グローバル、地域、国、および地方レベルで計算できます。したがって、興味深いメトリックの一意のセットを定義することはできませんが、スマートシティのコンテキストでは、KPIはICNパラダイムを使用して提供される開発されたサービスのセットに関して特徴付けられる必要があります。
To sum up, smart-city scenarios aim to exercise several ICN aspects in an urban environment. In particular, they can be useful to (i) analyze the capacity of using ICN for managing extremely large data sets; (ii) study ICN performance in terms of scalability in distributed services; (iii) verify the feasibility of ICN in a very complex application like vehicular communication systems; and (iv) examine the possible drawbacks related to privacy and security issues in complex networked environments.
要約すると、スマートシティシナリオは、都市環境でいくつかのICN側面を実行することを目的としています。特に、（i）非常に大きなデータセットを管理するためにICNを使用する能力を分析するのに役立ちます。 （ii）分散サービスのスケーラビリティの観点からICNパフォーマンスを調査する。 （iii）車両通信システムのような非常に複雑なアプリケーションにおけるICNの実現可能性を検証します。 （iv）複雑なネットワーク環境におけるプライバシーとセキュリティの問題に関連して考えられる欠点を調査します。
This section discusses considerations that span multiple scenarios.
このセクションでは、複数のシナリオにわたる考慮事項について説明します。
The evolution of, in particular, wireless networking technologies has resulted in a convergence of the bandwidth and capabilities of various different types of network. Today, a leading-edge mobile telephone or tablet computer will typically be able to access a Wi-Fi access point, a 4G cellular network, and the latest generation of Bluetooth local networking. Until recently, a node would usually have a clear favorite network technology appropriate to any given environment. The choice would, for example, be primarily determined by the available bandwidth with cost as a secondary determinant. Furthermore, it is normally the case that a device only uses one of the technologies at a time for any particular application.
特にワイヤレスネットワーキングテクノロジーの進化により、さまざまなタイプのネットワークの帯域幅と機能が統合されました。今日、最先端の携帯電話やタブレットコンピューターは、通常、Wi-Fiアクセスポイント、4Gセルラーネットワーク、および最新世代のBluetoothローカルネットワークにアクセスできます。最近まで、ノードには通常、特定の環境に適した明確なお気に入りのネットワークテクノロジーがありました。たとえば、選択は主に、利用可能な帯域幅とコストを二次的決定要因として決定されます。さらに、通常、デバイスは特定のアプリケーションに対して一度に1つのテクノロジのみを使用します。
It seems likely that this situation will change so that nodes are able to use all of the available technologies in parallel. This will be further encouraged by the development of new capabilities in cellular networks including Small Cell Networks [SCN] and Heterogeneous Networks [HetNet]. Consequently, mobile devices will have similar choices to wired nodes attached to multiple service providers allowing "multihoming" via the various different infrastructure networks as well as potential direct access to other mobile nodes via Bluetooth or a more capable form of ad hoc Wi-Fi.
ノードが使用可能なテクノロジーをすべて並行して使用できるように、この状況は変わる可能性があります。これは、スモールセルネットワーク[SCN]や異種ネットワーク[HetNet]などのセルラーネットワークの新機能の開発によってさらに促進されます。その結果、モバイルデバイスは、複数のサービスプロバイダーに接続された有線ノードと同様の選択肢を持ち、さまざまな異なるインフラストラクチャネットワークを介した「マルチホーミング」を可能にし、Bluetoothまたはより機能的な形式のアドホックWi-Fiを介して他のモバイルノードに直接アクセスする可能性があります。
Infrastructure networks are generally under the control of separate economic entities that may have different policies about the information of an ICN deployed within their network caches. As ICN shifts the focus from nodes to information objects, the interaction between networks will likely evolve to capitalize on data location independence, efficient and scalable in-network named object availability, and access via multiple paths. These interactions become critical in evaluating the technical and economic impact of ICN architectural choices, as noted in [ArgICN]. Beyond simply adding diversity in deployment options, these networks have the potential to alter the incentives among existing (and future, we may add) network players, as noted in [EconICN].
インフラストラクチャネットワークは、通常、ネットワークキャッシュ内に展開されたICNの情報に関する異なるポリシーを持つ可能性のある個別の経済エンティティの制御下にあります。 ICNが焦点をノードから情報オブジェクトに移すにつれて、ネットワーク間の相互作用は、データの場所の独立性、効率的でスケーラブルなネットワーク内のオブジェクトの可用性、および複数のパスを介したアクセスを活用するように進化する可能性があります。 [ArgICN]に記載されているように、これらの相互作用は、ICNアーキテクチャの選択の技術的および経済的影響を評価する上で重要になります。 [EconICN]に記載されているように、これらのネットワークは、導入オプションに単に多様性を追加するだけでなく、既存の（将来的には追加する）ネットワークプレーヤー間のインセンティブを変更する可能性があります。
Moreover, such networks enable more numerous internetwork relationships where exchange of information may be conditioned on a set of multilateral policies. For example, shared SCNs are emerging as a cost-effective way to address coverage of complex environments such as sports stadiums, large office buildings, malls, etc. Such networks are likely to be a complex mix of different cellular and WLAN access technologies (such as HSPA, LTE, and Wi-Fi) as well as ownership models. It is reasonable to assume that access to content generated in such networks may depend on contextual information such as the subscription type, timing, and location of both the owner and requester of the content. The availability of such contextual information across diverse networks can lead to network inefficiencies unless data management can benefit from an information-centric approach. The "Event with Large Crowds" demonstrator created by the SAIL project investigated this kind of scenario; more details are available in [SAIL-B3].
さらに、そのようなネットワークは、情報交換が一連の多国間ポリシーに基づいて条件付けられる、より多くのインターネットワーク関係を可能にします。たとえば、共有SCNは、スポーツスタジアム、大規模なオフィスビル、ショッピングモールなどの複雑な環境のカバレッジに対処するコスト効率の高い方法として浮上しています。このようなネットワークは、さまざまなセルラーおよびWLANアクセステクノロジー（ HSPA、LTE、Wi-Fiなど）と所有権モデル。このようなネットワークで生成されたコンテンツへのアクセスは、サブスクリプションの種類、タイミング、コンテンツの所有者と要求者の両方の場所などのコンテキスト情報に依存する可能性があると想定するのが妥当です。情報中心のアプローチからデータ管理に利益がもたらされない限り、多様なネットワークでこのようなコンテキスト情報を利用できると、ネットワークが非効率になる可能性があります。 SAILプロジェクトによって作成された「大群衆のイベント」デモンストレーターは、この種のシナリオを調査しました。詳細については、[SAIL-B3]を参照してください。
Jacobson et al. [CCN] include interactions between networks in their overall system design and mention both "an edge-driven, bottom-up incentive structure" and techniques based on evolutions of existing mechanisms both for ICN router discovery by the end-user and for interconnecting between Autonomous Systems (ASes). For example, a BGP extension for domain-level content prefix advertisement can be used to enable efficient interconnection between ASes. Liu et al. [MLDHT] proposed to address the "suffix-hole" issue found in prefix-based name aggregation through the use of a combination of Bloom-filter-based aggregation and multi-level DHT.
Jacobson et al。 [CCN]全体的なシステム設計にネットワーク間の相互作用を含め、「エッジドリブンのボトムアップインセンティブ構造」と、エンドユーザーによるICNルーターの検出と自律システム間の相互接続の両方のための既存のメカニズムの進化に基づく手法の両方に言及するシステム（AS）。たとえば、ドメインレベルのコンテンツプレフィックスアドバタイズメントのBGP拡張機能を使用して、AS間の効率的な相互接続を実現できます。劉ら[MLDHT]は、ブルームフィルターベースの集約とマルチレベルDHTの組み合わせを使用して、プレフィックスベースの名前集約で見られる「サフィックスホール」の問題に対処することを提案しました。
Name aggregation has been discussed for a flat naming design, for example, in [NCOA], in which the authors note that based on estimations in [DONA] flat naming may not require aggregation. This is a point that calls for further study. Scenarios evaluating name aggregation, or lack thereof, should take into account the amount of state (e.g., size of routing tables) maintained in edge routers as well as network efficiency (e.g., amount of traffic generated).
名前の集約については、たとえば[NCOA]のように、フラットなネーミングデザインについて説明されています。著者は、[DONA]での推定に基づいて、フラットなネーミングは集約を必要としない場合があることに注意しています。これは更なる検討が必要なポイントです。名前の集約またはその欠如を評価するシナリオでは、エッジルーターで維持される状態の量（ルーティングテーブルのサイズなど）とネットワークの効率（生成されるトラフィック量など）を考慮する必要があります。
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Figure 5. Relationships and Transit Costs between Networks A to D
図5.ネットワークAからDの間の関係と通過コスト
DiBenedetto et al. [RP-NDN] study policy knobs made available by NDN to network operators. New policies that are not feasible in the current Internet are described, including a "cache sharing peers" policy, where two peers have an incentive to share content cached in, but not originating from, their respective network. The simple example used in the investigation considers several networks and associated transit costs, as shown in Figure 5 (based on Figure 1 of [RP-NDN]). Agyapong and Sirbu [EconICN] further establish that ICN approaches should incorporate features that foster (new) business relationships. For example, publishers should be able to indicate their willingness to partake in the caching market, proper reporting should be enabled to avoid fraud, and content should be made cacheable as much as possible to increase cache hit ratios.
DiBenedetto et al。 [RP-NDN] NDNによってネットワークオペレーターが利用できるようになったポリシーノブを調査します。現在のインターネットでは実現不可能な新しいポリシーについて説明します。これには、「キャッシュ共有ピア」ポリシーが含まれます。このポリシーでは、2つのピアが、それぞれのネットワークにキャッシュされているが発信元ではないコンテンツを共有するインセンティブがあります。調査で使用した簡単な例では、図5（[RP-NDN]の図1に基づく）に示すように、いくつかのネットワークと関連する輸送コストを考慮しています。 AgyapongとSirbu [EconICN]は、ICNアプローチに（新しい）ビジネス関係を促進する機能を組み込む必要があることをさらに確立しました。たとえば、パブリッシャーは、キャッシュ市場に参加する意欲を示すことができ、不正を回避するために適切なレポートを有効にし、キャッシュヒット率を上げるためにコンテンツをできるだけキャッシュ可能にする必要があります。
Kutscher et al. [SAIL-B3] enable network interactions in the NetInf architecture using a name resolution service at domain edge routers and a BGP-like routing system in the NetInf Default-Free Zone. Business models and incentives are studied in [SAIL-A7] and [SAIL-A8], including scenarios where the access network provider (or a virtual CDN) guarantees QoS to end users using ICN. Figure 6 illustrates a typical scenario topology from this work that involves an interconnectivity provider.
Kutscher et al。 [SAIL-B3]ドメインエッジルーターで名前解決サービスを使用し、NetInfのデフォルトフリーゾーンでBGPのようなルーティングシステムを使用して、NetInfアーキテクチャでのネットワーク相互作用を有効にします。ビジネスモデルとインセンティブは、[SAIL-A7]と[SAIL-A8]で研究されています。これには、アクセスネットワークプロバイダー（または仮想CDN）がICNを使用するエンドユーザーにQoSを保証するシナリオが含まれます。図6は、相互接続プロバイダーを含むこの作業からの典型的なシナリオトポロジを示しています。
+----------+ +-----------------+ +------+
| Content | | Access Network/ | | End |
| Provider +---->| ICN Provider +---->| User |
+----------+ +-+-------------+-+ +------+
| |
| |
v v
+-------------------+ +----------------+ +------+
| Interconnectivity | | Access Network | | End |
| Provider +---->| Provider +------>| User |
+-------------------+ +----------------+ +------+
Figure 6. Setup and Operating Costs of Network Entities
図6.ネットワークエンティティの設定および運用コスト
Jokela et al. [LIPSIN] propose a two-layer approach where additional rendezvous systems and topology formation functions are placed logically above multiple networks and enable advertising and routing content between them. Visala et al. [LANES] further describe an ICN architecture based on similar principles, which, notably, relies on a hierarchical DHT-based rendezvous interconnect. Rajahalme et al. [PSIRP1] describe a rendezvous system using both a BGP-like routing protocol at the edge and a DHT-based overlay at the core. Their evaluation model is centered around policy-compliant path stretch, latency introduced by overlay routing, caching efficacy, and load distribution.
Jokela et al。 [LIPSIN]は、追加のランデブーシステムとトポロジー形成機能が複数のネットワークの上に論理的に配置され、それらの間でコンテンツをアドバタイズおよびルーティングできるようにする2層アプローチを提案します。 Visala et al。 [LANES]は、特に、階層型DHTベースのランデブー相互接続に依存する同様の原則に基づくICNアーキテクチャについてさらに説明しています。 Rajahalme et al。 [PSIRP1]は、エッジでのBGPのようなルーティングプロトコルとコアでのDHTベースのオーバーレイの両方を使用したランデブーシステムについて説明しています。彼らの評価モデルは、ポリシー準拠のパスストレッチ、オーバーレイルーティングによってもたらされる遅延、キャッシング効率、および負荷分散を中心にしています。
Rajahalme et al. [ICCP] point out that ICN architectural changes may conflict with the current tier-based peering model. For example, changes leading to shorter paths between ISPs are likely to meet resistance from Tier-1 ISPs. Rajahalme [IDMcast] shows how incentives can help shape the design of specific ICN aspects, and in [IDArch] he presents a modeling approach to exploit these incentives. This includes a network model that describes the relationship between Autonomous Systems based on data inferred from the current Internet, a traffic model taking into account business factors for each AS, and a routing model integrating the valley-free model and policy compliance. A typical scenario topology is illustrated in Figure 7, which is redrawn here based on Figure 1 of [ICCP]. Note that it relates well with the topology illustrated in Figure 1 of this document.
Rajahalme et al。 [ICCP]は、ICNアーキテクチャの変更が現在の階層ベースのピアリングモデルと競合する可能性があることを指摘しています。たとえば、ISP間のパスを短くする変更は、Tier-1 ISPからの抵抗を満たす可能性があります。 Rajahalme [IDMcast]は、インセンティブが特定のICNアスペクトの設計を形作るのにどのように役立つかを示し、[IDArch]で、これらのインセンティブを活用するモデリングアプローチを提示します。これには、現在のインターネットから推測されたデータに基づいて自律システム間の関係を記述するネットワークモデル、各ASのビジネス要素を考慮したトラフィックモデル、およびバレーフリーモデルとポリシーコンプライアンスを統合するルーティングモデルが含まれます。典型的なシナリオトポロジを図7に示します。図7は、[ICCP]の図1に基づいてここで再描画されています。これは、このドキュメントの図1に示されているトポロジとよく関連していることに注意してください。
o-----o
+-----+ J +-----+
| o--*--o |
| * |
o--+--o * o--+--o
| H +-----------+ I |
o-*-*-o * o-*-*-o
* * * * *
****** ******* * ******* *******
* * * * *
o--*--o o*-*-*o o--*--o
| E +--------+ F +---------+ G +
o-*-*-o o-----o o-*-*-o
* * * *
****** ******* ****** ******
* * * *
o--*--o o--*--o o--*--o o--*--o
| A | | B +-----------+ C | | D |
o-----o o--+--o o--+--o o----+o
| | ^^ | route
data | data | data || | to
| | || | data
o---v--o o---v--o o++--v-o
| User | | User | | Data |
o------o o------o o------o
Legend:
***** Transit link
+---+ Peering link
+---> Data delivery or route to data
Figure 7. Tier-Based Set of Interconnections between AS A to J
図7. AS AからJへの相互接続の層ベースのセット
To sum up, the evaluation of ICN architectures across multiple network types should include a combination of technical and economic aspects, capturing their various interactions. These scenarios aim to illustrate scalability, efficiency, and manageability, as well as traditional and novel network policies. Moreover, scenarios in this category should specifically address how different actors have proper incentives, not only in a pure ICN realm, but also during the migration phase towards this final state.
要約すると、複数のネットワークタイプにまたがるICNアーキテクチャの評価には、技術的側面と経済的側面の組み合わせを含め、それらのさまざまな相互作用を把握する必要があります。これらのシナリオは、スケーラビリティ、効率、管理性、および従来のネットワークポリシーと新しいネットワークポリシーを説明することを目的としています。さらに、このカテゴリのシナリオでは、純粋なICNレルムだけでなく、この最終状態への移行フェーズ中に、さまざまなアクターがどのように適切なインセンティブを持っているかを明確に扱う必要があります。
ICN has prominent features that can be taken advantage of in order to significantly reduce the energy footprint of future communication networks. Of course, one can argue that specific ICN network elements may consume more energy than today's conventional network equipment due to the potentially higher energy demands for named-data processing en route. On balance, however, ICN introduces an architectural approach that may compensate on the whole and can even achieve higher energy efficiency rates when compared to the host-centric paradigm.
ICNには、将来の通信ネットワークのエネルギーフットプリントを大幅に削減するために利用できる顕著な機能があります。もちろん、特定のICNネットワーク要素は、進行中の名前付きデータ処理に潜在的に高いエネルギー需要があるため、今日の従来のネットワーク機器よりも多くのエネルギーを消費する可能性があると主張できます。ただし、バランスをとると、ICNは全体を補正できるアーキテクチャアプローチを導入し、ホスト中心のパラダイムと比較した場合、より高いエネルギー効率を達成することさえできます。
We elaborate on the energy efficiency potential of ICN based on three categories of ICN characteristics. Namely, we point out that a) ICN does not rely solely on end-to-end communication, b) ICN enables ubiquitous caching, and c) ICN brings awareness of user requests (as well as their corresponding responses) at the network layer thus permitting network elements to better schedule their transmission patterns.
ICN特性の3つのカテゴリーに基づいて、ICNのエネルギー効率の可能性について詳しく説明します。つまり、a）ICNはエンドツーエンドの通信のみに依存するのではなく、b）ICNはユビキタスキャッシングを有効にし、c）ICNはネットワークレイヤーでユーザー要求（および対応する応答）を認識できるようにします。ネットワーク要素が送信パターンをより適切にスケジュールできるようにします。
First, ICN does not mandate perpetual end-to-end communication, which introduces a whole range of energy consumption inefficiencies due to the extensive signaling, especially in the case of mobile and wirelessly connected devices. This opens up new opportunities for accommodating sporadically connected nodes and could be one of the keys to an order-of-magnitude decrease in energy consumption compared to the potential contributions of other technological advances. For example, web applications often need to maintain state at both ends of a connection in order to verify that the authenticated peer is up and running. This introduces keep-alive timers and polling behavior with a high toll on energy consumption. Pentikousis [EEMN] discusses several related scenarios and explains why the current host-centric paradigm, which employs perpetual end-to-end connections, introduces built-in energy inefficiencies, and argues that patches to make currently deployed protocols energy-aware cannot provide for an order-of-magnitude increase in energy efficiency.
第1に、ICNは永続的なエンドツーエンド通信を義務付けていません。これにより、特にモバイルデバイスやワイヤレス接続デバイスの場合は、広範なシグナリングにより、エネルギー消費の非効率が広範囲に生じます。これは、散発的に接続されたノードに対応するための新しい機会を開き、他の技術的進歩の潜在的な貢献と比較して、エネルギー消費を大幅に削減するための鍵の1つになる可能性があります。たとえば、Webアプリケーションは、認証されたピアが稼働中であることを確認するために、接続の両端で状態を維持する必要があることがよくあります。これにより、キープアライブタイマーとポーリング動作が導入され、エネルギー消費量が高くなります。 Pentikousis [EEMN]は、いくつかの関連シナリオについて説明し、永続的なエンドツーエンド接続を採用する現在のホスト中心のパラダイムが組み込みのエネルギー非効率を導入する理由を説明し、現在配備されているプロトコルをエネルギー対応にするためのパッチでは対応できないと主張しますエネルギー効率の桁違いの増加。
Second, ICN network elements come with built-in caching capabilities, which is often referred to as "ubiquitous caching". Pushing data objects to caches closer to end-user devices, for example, could significantly reduce the amount of transit traffic in the core network, thereby reducing the energy used for data transport. Guan et al. [EECCN] study the energy efficiency of a CCNx architecture (based on their proposed energy model) and compare it with conventional content dissemination systems such as CDNs and P2P. Their model is based on the analysis of the topological structure and the average hop length from all consumers to the nearest cache location. Their results show that an information-centric approach can be more energy efficient in delivering popular and small-size content. In particular, they also note that different network-element design choices (e.g., the optical bypass approach) can be more energy efficient in delivering infrequently accessed content.
第2に、ICNネットワーク要素には、「ユビキタスキャッシング」と呼ばれることが多い組み込みのキャッシング機能が付属しています。たとえば、エンドユーザーデバイスに近いキャッシュにデータオブジェクトをプッシュすると、コアネットワークのトランジットトラフィックの量が大幅に削減され、データ転送に使用されるエネルギーが削減されます。 Guan et al。 [EECCN]（提案されたエネルギーモデルに基づいて）CCNxアーキテクチャのエネルギー効率を研究し、CDNやP2Pなどの従来のコンテンツ配布システムと比較します。それらのモデルは、トポロジー構造の分析と、すべてのコンシューマーから最も近いキャッシュ位置までの平均ホップ長に基づいています。彼らの結果は、情報中心のアプローチは、人気のある小さいサイズのコンテンツを配信する際に、よりエネルギー効率が高い可能性があることを示しています。特に、彼らはまた、さまざまなネットワーク要素の設計の選択（たとえば、光バイパスアプローチ）は、アクセス頻度の低いコンテンツの配信において、よりエネルギー効率が高くなる可能性があることにも注意しています。
Lee et al. [EECD] investigate the energy efficiency of various network devices deployed in access, metro, and core networks for both CDNs and ICN. They use trace-based simulations to show that an ICN approach can substantially improve the network energy efficiency for content dissemination mainly due to the reduction in the number of hops required to obtain a data object, which can be served by intermediate nodes in ICN. They also emphasize that the impact of cache placement (in incremental deployment scenarios) and local/cooperative content replacement strategies needs to be carefully investigated in order to better quantify the energy efficiencies arising from adopting an ICN paradigm.
リー他[EECD] CDNとICNの両方のアクセス、メトロ、およびコアネットワークに展開されたさまざまなネットワークデバイスのエネルギー効率を調査します。彼らはトレースベースのシミュレーションを使用して、主にデータオブジェクトを取得するために必要なホップ数の削減により、ICNの中間ノードが提供できるICNアプローチがコンテンツ配布のネットワークエネルギー効率を大幅に改善できることを示しています。また、ICNパラダイムの採用から生じるエネルギー効率をより正確に定量化するために、キャッシュ配置（増分展開シナリオ）とローカル/協調型コンテンツ置換戦略の影響を注意深く調査する必要があることも強調しています。
Third, ICN elements are aware of the user request and its corresponding data response; due to the nature of name-based routing, they can employ power consumption optimization processes for determining their transmission schedule or powering down inactive network interfaces. For example, network coding [NCICN] or adaptive video streaming [COAST] can be used in individual ICN elements so that redundant transmissions, possibly passing through intermediary networks, could be significantly reduced, thereby saving energy by avoiding carrying redundant traffic.
3番目に、ICN要素はユーザーの要求とそれに対応するデータ応答を認識します。名前ベースのルーティングの性質により、送信スケジュールを決定したり、非アクティブなネットワークインターフェイスの電源を切るために、電力消費の最適化プロセスを使用できます。たとえば、ネットワークコーディング[NCICN]またはアダプティブビデオストリーミング[COAST]を個々のICN要素で使用すると、中間ネットワークを通過する可能性のある冗長な伝送を大幅に削減でき、冗長なトラフィックの伝送を回避してエネルギーを節約できます。
Alternatively, approaches that aim to simplify routers, such as [PURSUIT], could also reduce energy consumption by pushing routing decisions to a more energy-efficient entity. Along these lines, Ko et al. [ICNDC] design a data center network architecture based on ICN principles and decouple the router control-plane and data-plane functionalities. Thus, data forwarding is performed by simplified network entities, while the complicated routing computation is carried out in more energy-efficient data centers.
あるいは、[PURSUIT]などのルーターの簡素化を目的とするアプローチは、ルーティングの決定をよりエネルギー効率の高いエンティティにプッシュすることにより、エネルギー消費を削減することもできます。これらの線に沿って、Ko等。 [ICNDC] ICNの原則に基づいてデータセンターネットワークアーキテクチャを設計し、ルーターのコントロールプレーンとデータプレーンの機能を分離します。したがって、データ転送は簡素化されたネットワークエンティティによって実行され、複雑なルーティング計算はよりエネルギー効率の高いデータセンターで実行されます。
To summarize, energy efficiency has been discussed in ICN evaluation studies, but most published work is preliminary in nature. Thus, we suggest that more work is needed in this front. Evaluating energy efficiency does not require the definition of new scenarios or baseline topologies, but does require the establishment of clear guidelines so that different ICN approaches can be compared not only in terms of scalability, for example, but also in terms of power consumption.
要約すると、エネルギー効率はICN評価研究で議論されていますが、ほとんどの発表された研究は本質的に予備的なものです。したがって、この分野ではさらに多くの作業が必要であることをお勧めします。エネルギー効率の評価には、新しいシナリオやベースライントポロジの定義は必要ありませんが、さまざまなICNアプローチをスケーラビリティなどの観点だけでなく、電力消費の観点でも比較できるように、明確なガイドラインを確立する必要があります。
Today the overwhelming majority of networks are integrated with the well-connected Internet with IP at the "waist" of the technology hourglass. However, there is a large amount of ongoing research into alternative paradigms that can cope with conditions other than the standard set assumed by the Internet. Perhaps the most advanced of these is Delay- and Disruption-Tolerant Networking (DTN). DTN is considered as one of the scenarios for the deployment in Section 2.7, but here we consider how ICN can operate in an integrated network that has essentially disjoint "domains" (a highly overloaded term!) or regions that use different network paradigms and technologies, but with gateways that allow interoperation.
今日、圧倒的多数のネットワークは、テクノロジー砂時計の「くびれ」にあるIPを使用して、十分に接続されたインターネットと統合されています。ただし、インターネットで想定されている標準セット以外の条件に対処できる代替パラダイムについては、多くの継続的な研究が行われています。おそらくこれらの中で最も高度なものは、遅延および破壊耐性のあるネットワーク（DTN）です。 DTNはセクション2.7での展開のシナリオの1つと見なされますが、ここでは、ICNが、本質的にばらばらの「ドメイン」（非常に過負荷の用語！）または異なるネットワークパラダイムとテクノロジーを使用するリージョンを持つ統合ネットワークでどのように動作できるかを検討しますですが、相互運用を可能にするゲートウェイがあります。
ICN operates in terms of named data objects so that requests and deliveries of information objects can be independent of the networking paradigm. Some researchers have contemplated some form of ICN becoming the new waist of the hourglass as the basis of a future reincarnation of the Internet, e.g., [ArgICN], but there are a large number of problems to resolve, including authorization, access control, and transactional operation for applications such as banking, before some form of ICN can be considered as ready to take over from IP as the dominant networking technology. In the meantime, ICN architectures will operate in conjunction with existing network technologies as an overlay or in cooperation with the lower layers of the "native" technology.
ICNは名前付きデータオブジェクトの観点から動作するため、情報オブジェクトの要求と配信は、ネットワークパラダイムから独立しています。一部の研究者は、インターネットの将来の生まれ変わりの基礎として、ある形のICNが砂時計の新しい腰になることを検討しました（例：[ArgICN]）。しかし、承認、アクセス制御、およびある種のICNが主要なネットワーキングテクノロジーとしてIPから引き継ぐ準備ができていると見なす前の、銀行業務などのアプリケーションのトランザクション操作。一方、ICNアーキテクチャは、既存のネットワークテクノロジと組み合わせて、オーバーレイとして、または「ネイティブ」テクノロジの下位層と連携して動作します。
It seems likely that as the reach of the "Internet" is extended, other technologies such as DTN will be needed to handle scenarios such as space communications where inherent delays are too large for TCP/IP to cope with effectively. Thus, demonstrating that ICN architectures can work effectively in and across the boundaries of different networking technologies will be important.
「インターネット」の範囲が拡大するにつれて、固有の遅延が大きすぎてTCP / IPが効果的に対処できない宇宙通信などのシナリオを処理するには、DTNなどの他のテクノロジーが必要になる可能性があります。したがって、ICNアーキテクチャがさまざまなネットワークテクノロジーの境界内および境界を越えて効果的に機能できることを示すことが重要になります。
The NetInf architecture, in particular, targets the inter-domain scenario by the use of a convergence-layer architecture [SAIL-B3], and Publish-Subscribe Internet Routing Paradigm (PSIRP) and/or Publish-Subscribe Internet Technology (PURSUIT) is envisaged as a candidate for an IP replacement.
特に、NetInfアーキテクチャは、コンバージェンスレイヤーアーキテクチャ[SAIL-B3]を使用してドメイン間シナリオを対象としており、パブリッシュサブスクライブインターネットルーティングパラダイム（PSIRP）またはパブリッシュサブスクライブインターネットテクノロジー（PURSUIT）は、 IP置換の候補として想定されています。
The key items for evaluation over and above the satisfactory operation of the architecture in each constituent domain will be to ensure that requests and responses can be carried across the network boundaries with adequate performance and do not cause malfunctions in applications or infrastructure because of the differing characteristics of the gatewayed domains.
各構成ドメインでのアーキテクチャの満足な動作を超えて評価するための重要な項目は、要求と応答が適切なパフォーマンスでネットワーク境界を越えて伝送され、特性が異なるためにアプリケーションまたはインフラストラクチャで誤動作を引き起こさないことを保証することです。ゲートウェイ処理されたドメインの。
This document presents a wide range of different application areas in which the use of information-centric network designs have been evaluated in the peer-reviewed literature. Evidently, this broad range of scenarios illustrates the capability of ICN to potentially address today's problems in an alternative and better way than host-centric approaches as well as to point to future scenarios where ICN may be applicable. We believe that by putting different ICN systems to the test in diverse application areas, the community will be better equipped to judge the potential of a given ICN proposal and therefore subsequently invest more effort in developing it further. It is worth noting that this document collected different kinds of considerations, as a result of our ongoing survey of the literature and the discussion within ICNRG, which we believe would have otherwise remained unnoticed in the wider community. As a result, we expect that this document can assist in fostering the applicability and future deployment of ICN over a broader set of operations, as well as possibly influencing and enhancing the base ICN proposals that are currently available and possibly assist in defining new scenarios where ICN would be applicable.
このドキュメントでは、情報中心のネットワーク設計の使用が査読済みの文献で評価されているさまざまなアプリケーション領域を紹介します。明らかに、この幅広いシナリオは、ホスト中心のアプローチよりも代替的で優れた方法で今日の問題に潜在的に対処し、ICNが適用可能な将来のシナリオを示すICNの機能を示しています。さまざまなアプリケーション領域でさまざまなICNシステムをテストすることにより、コミュニティは特定のICN提案の可能性を判断する能力が向上し、その結果、さらなる開発にさらに努力を傾けると信じています。このドキュメントは、文献の継続的な調査とICNRG内での議論の結果としてさまざまな種類の考慮事項を収集したことは注目に値します。その結果、このドキュメントは、幅広い運用セットに対するICNの適用性と将来の展開を促進するのに役立つだけでなく、現在利用可能な基本ICN提案に影響を与えて強化し、新しいシナリオの定義に役立つ可能性があることを期待しています。 ICNが適用されます。
We conclude this document with a brief summary of the evaluation aspects we have seen across a range of scenarios.
このドキュメントの最後に、さまざまなシナリオで見た評価面の概要を示します。
The scalability of different mechanisms in an ICN architecture stands out as an important concern (cf. Sections 2.1, 2.2, 2.5, 2.6, 2.8, 2.9, and 3.1) as does network, resource, and energy efficiency (cf. Sections 2.1, 2.3, 2.4, 3.1, and 3.2). Operational aspects such as network planing, manageability, reduced complexity and overhead (cf. Sections 2.2, 2.3, 2.4, 2.8, and 3.1) should not be neglected especially as ICN architectures are evaluated with respect to their potential for deployment in the real world. Accordingly, further research in economic aspects as well as in the communication, computation, and storage tradeoffs entailed in each ICN architecture is needed.
ICNアーキテクチャのさまざまなメカニズムのスケーラビリティは、ネットワーク、リソース、およびエネルギー効率（セクション2.1、2.3を参照）と同様に、重要な問題（セクション2.1、2.2、2.5、2.6、2.8、2.9、および3.1を参照）として際立っています。 、2.4、3.1、および3.2）。ネットワークの計画、管理性、複雑さの軽減、オーバーヘッドの削減などの運用面（セクション2.2、2.3、2.4、2.8、3.1を参照）は、特にICNアーキテクチャが実際の展開の可能性に関して評価されるため、無視してはなりません。したがって、各ICNアーキテクチャに伴う通信、計算、およびストレージのトレードオフだけでなく、経済的側面についてもさらに調査する必要があります。
With respect to purely technical requirements, support for multicast, mobility, and caching lie at the core of many scenarios (cf. Sections 2.1, 2.3, 2.5, and 2.6). ICN must also be able to cope when the Internet expands to incorporate additional network paradigms (cf. Section 3.3). We have also seen that being able to address stringent QoS requirements and increase reliability and resilience should also be evaluated following well-established methods (cf. Sections 2.2, 2.8, and 2.9).
純粋に技術的な要件に関して、マルチキャスト、モビリティ、およびキャッシングのサポートは、多くのシナリオの核心にあります（セクション2.1、2.3、2.5、および2.6を参照）。 ICNは、インターネットが拡大して追加のネットワークパラダイムを組み込むときにも対応できる必要があります（セクション3.3を参照）。また、厳格なQoS要件に対応し、信頼性と回復力を高めることができることも、十分に確立された方法（セクション2.2、2.8、および2.9を参照）に従って評価する必要があることも確認しました。
Finally, we note that new applications that significantly improve the end-user experience and forge a migration path from today's host-centric paradigm could be the key to a sustained and increasing deployment of the ICN paradigm in the real world (cf. Sections 2.2, 2.3, 2.6, 2.8, and 2.9).
最後に、エンドユーザーエクスペリエンスを大幅に改善し、今日のホスト中心のパラダイムからの移行パスを構築する新しいアプリケーションが、現実世界におけるICNパラダイムの持続的かつ増加する展開の鍵となる可能性があることに注意します（セクション2.2、 2.3、2.6、2.8、および2.9）。
This document does not impact the security of the Internet.
このドキュメントは、インターネットのセキュリティには影響しません。
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[SLINKY] Kawadia、V.、Riga、N.、Opper、J。、およびD. Sampath、「Slinky：破壊耐性のあるアドホックネットワークにおけるコンテンツアクセスのための適応プロトコル」、Proc。 MobiHoc Workshop on Tactical Mobile Ad Hoc Networking、2011年。
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[モデル1] Uddin、MYS、Nicol、DM、Abdelzaher、TF、およびRH Kravets、「遅延耐性ネットワークの災害後モビリティモデル」、シミュレーション会議（WSC）、Proceedings of the 2009 Winter、pp。2785-2796、 2009年12月13〜16日。
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[モデル2] Aschenbruck、N.、Gerhards-Padilla、E。、およびP. Martini、「災害地域シナリオにおけるモビリティのモデリング」、パフォーマンス評価66、いいえ。 12（2009）：773-790。
[MODEL3] Cabrero, S., Paneda, X.G., Plagemann, T., Melendi, D., and R. Garcia, "An Overlay Routing Protocol for Video over sparse MANETs in Emergencies", Cadernos de Informatica 6, no. 1 (2011): 195-202.
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[IB] Idowu, S. and N. Bari, "A Development Framework for Smart City Services, Integrating Smart City Service Components", Master's Thesis, Lulea University of Technology, 2012.
[IB] Idowu、S. and N. Bari、 "A Development Framework for Smart City Services、Integrating Smart City Service Components"、修士論文、Lulea University of Technology、2012。
[ISODIS] ISO/DIS, "Sustainable development and resilience of communities --Indicators for city services and quality of life", ISO/DIS 37120, 2013.
[ISODIS] ISO / DIS、「コミュニティの持続可能な開発と回復力-都市サービスと生活の質の指標」、ISO / DIS 37120、2013年。
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[評価法] Pentikousis、K。、編、Ohlman、B.、Davies、E.、Spirou、S.、Boggia、G。、およびP. Mahadevan、「情報中心のネットワーキング：評価方法論」、Work in進捗状況、draft-irtf-icnrg-evaluation-methodology-00、2014年7月。
[CHALLENGES] Kutscher, D., Ed., Eum, S., Pentikousis, K., Psaras, I., Corujo, D., Saucez, D., Schmidt, T., and M. Waehlisch, "ICN Research Challenges", Work in Progress, draft-irtf-icnrg-challenges-01, February 2015.
[課題]クッチャー、D。、エド、エウム、S。、ペンティコウシス、K。、プサラス、I。、コルホ、D。、ソース、D。、シュミット、T。、およびM.ヴェーリッシュ、「ICN研究課題"、Work in Progress、draft-irtf-icnrg-challenges-01、2015年2月。
Acknowledgments
謝辞
Dorothy Gellert contributed to an earlier draft version of this document.
Dorothy Gellertは、このドキュメントの以前のドラフトバージョンに貢献しました。
This document has benefited from reviews, pointers to the growing ICN literature, suggestions, comments, and proposed text provided by the following members of the IRTF Information-Centric Networking Research Group (ICNRG), listed in alphabetical order: Marica Amadeo, Hitoshi Asaeda, Claudia Campolo, Luigi Alfredo Grieco, Myeong-Wuk Jang, Ren Jing, Will Liu, Hongbin Luo, Priya Mahadevan, Ioannis Psaras, Spiros Spirou, Dirk Trossen, Jianping Wang, Yuanzhe Xuan, and Xinwen Zhang.
このドキュメントは、レビュー、増加するICN文献へのポインタ、提案、コメント、およびIRTF情報中心のネットワーキング研究グループ（ICNRG）の次のメンバーによって提供されたテキストからアルファベット順にリストされています：マリカアマデオ、浅田仁、クラウディア・カンポロ、ルイージ・アルフレド・グリコ、ミョン・ウク・チャン、レン・ジン、ウィル・リウ、ホンビン・ルオ、プリヤ・マハデヴァン、イオアニス・プサラス、スピロス・スピルー、ダーク・トロセン、ジャンピン・ワン、ユアンシェ・スアン、シンウェン・チャン。
The authors would like to thank Mark Stapp, Juan Carlos Zuniga, and G.Q. Wang for their comments and suggestions as part of their open and independent review of this document within ICNRG.
著者は、Mark Stapp、Juan Carlos Zuniga、およびG.Qに感謝します。 ICNRG内でのこの文書のオープンで独立したレビューの一部としてのコメントと提案を求めてください。
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Kostas Pentikousis (editor) EICT GmbH Torgauer Strasse 12-15 10829 Berlin Germany
Kostas Pentikousis（編集者）EICT GmbH Torgauer Strasse 12-15 10829ベルリンドイツ
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ダニエルコルホインスティテュートオブテレコミュニケーションズキャンパスユニバーシタリオデサンティアゴP-3810-193アヴェイロポルトガル
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